JP2002350309A - 板状体強度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板状の試験体の全面を略均一に評価し、不
良の試験体を的確に選別して除去することにあり、延い
ては、不良の板状体による製造設備及び正常な板状体等
への汚染を防いで、製造工程での生産収率を向上させる
ことのできる板状体強度検査装置を提供する。 【解決手段】 試験体６を支持する支持部５１と、試験
体６に外力を付与する外力付与部５３とをそれぞれ一対
ずつ有し、矩形の試験体６にあっては支持部５１をその
一対の対角に、外力付与部５３を他の一対の対角にそれ
ぞれ配し、円形の試験体にあっては支持部４１を該円に
内接する正方形の一対の対角に、外力付与部４３を該正
方形の他の一対の対角にそれぞれ配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばシリコン
ウエハ等の平板状の試験体に対し外力を付与して強度試
験を行う板状体強度検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池のセル生産工程において、半導
体素子は、半導体基板として使用されるシリコンウエハ
上に多結晶膜、酸化膜、窒化膜及び金属膜等のいくつか
の層の薄膜を蒸着した後、写真工程、エッチング工程及
びイオン注入工程等が反復的に遂行されて完成する。こ
のような工程中、シリコンウエハは、多くの工程及び製
造装置を通過するため、工程中に受ける物理的圧力や装
置との接触等によって損傷してしまうことが頻繁にあっ
た。また、シリコンウエハが損傷したままで後続工程を
進行させると、損傷部分には応力の集中が起こり、シリ
コンウエハの破損や設備の汚染といった生産工程への悪
影響も招いてしまうことから、工程進行前のシリコンウ
エハ検査は非常に重要なものとされている。

【０００３】図１０は、上記のようなシリコンウエハを
示し、（ａ）はシリコンウエハの裏面側を示す平面図、
（ｂ）はシリコンウエハの側面図である。図１０（ｂ）
で、符号１０ａはシリコンウエハの裏面を示し、符号１
０ｂはシリコンウエハの表面を示す。このシリコンウエ
ハ１０において、裏面電極１０１は、アルミニウム等の
金属ペーストを塗布し、焼成することにより形成され
る。図１１及び図１２は、従来のシリコンウエハの検査
装置を示す概略斜視図であり、ともに前工程においてシ
リコンウエハ１０に載荷試験を行い、外的荷重によるシ
リコンウエハ１０の挙動を知るものである。図１１に示
されるウエハ検査装置１０２では、シリコンウエハ１０
を支持台１０３上に載置し、このシリコンウエハ１０の
中央部において検査端部１０４により所定の荷重を与
え、図中下方に押圧する。図１２に示されるウエハ検査
装置１０５では、シリコンウエハ１０を４つの支持台１
０６によって支持させ、上記と同様、シリコンウエハ１
０の中央部において検査端部１０７により所定の荷重を
与え、図中下方に押圧する。これらの検査によってシリ
コンウエハ１０に割れや欠けを生じた場合、検査不合格
としてそのシリコンウエハ１０を除去し、割れや欠けを
生じない場合には、検査合格として生産工程への投入を
行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の検査装置では、いずれの場合もシリコンウエハの欠
陥を十分に認識できていなかった。図１３は、従来の検
査装置でのウエハ検査時における、シリコンウエハのフ
ォンミーゼス応力分布図である。図中、表された曲線
は、シリコンウエハに生じた応力の等応力線である。図
１３に示されるように、シリコンウエハ全面で応力分布
にかたよりが生じ、特に中央部ａにおいて応力が最大と
なっている。これは、シリコンウエハが均一に検査され
ていないことを示し、例えば周辺部ｂでの応力は小さい
ため、周辺部ｂに欠陥があればそれを見過ごす可能性が
高くなる。また、周辺部ｂでの欠陥を検出するためにシ
リコンウエハへの負荷荷重をより大きくすると、これと
比例して、シリコンウエハの中央部ａに生じる応力が非
常に大きくなってしまう。この結果、シリコンウエハが
損傷したり、シリコンウエハを破壊してしまうことが起
こっていた。

【０００５】工程中におけるシリコンウエハの破損は、
製造設備及び周辺のシリコンウエハへの汚染を招き生産
工程に悪影響を与える。このため、工程進行前のシリコ
ンウエハの検査は綿密に行われなければならない。しか
し、上記従来のいずれの検査装置においてもシリコンウ
エハ全面を均一に評価することが困難であり、生産工程
中のシリコンウエハの破損を防ぎきれないものであっ
た。

【０００６】以上のような点に鑑み、シリコンウエハ等
の板状体の強度検査においては、試験体の強度を精度よ
く把握するため、試験体の全面に対しできる限り均一に
評価する必要があると言える。そこで、本発明の目的と
するところは、平板状の試験体の全面を略均一に評価
し、不良の試験体を的確に選別して除去することにあ
り、延いては、不良の板状体による製造設備及び正常な
板状体等への汚染を防いで、生産工程での生産収率を向
上させることのできる板状体強度検査装置の提供にあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る板状体強度検査装置は、平板状の試験
体に対し外力を付与して強度試験を行う板状体強度検査
装置であって、試験体を支持する支持部と、試験体に外
力を付与する外力付与部とをそれぞれ一対ずつ有し、矩
形の試験体にあっては支持部はその一対の対角に、外力
付与部は他の一対の対角にそれぞれ配され、円形の試験
体にあっては支持部は該円に内接する正方形の一対の対
角に、外力付与部は該正方形の他の一対の対角にそれぞ
れ配されたことを特徴とする。

【０００８】このような発明によれば、支持部及び外力
付与部は試験体平面に対し均等に配置され、試験体に作
用する。これにより、試験体の全面を略均一に評価する
ことができ、試験時に付与される外力による試験体の破
損を招くことなく、不良の試験体の発見を的確に行うこ
とができる。

【０００９】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記支持部が試験体の一面側に、外力付与部が試験
体の他面側にそれぞれ配されたものであってもよい。

【００１０】この場合も同様に、支持部及び外力付与部
が試験体平面に対し均等に配置され、試験体に作用する
ため、試験体の全面を略均一に評価することができる。

【００１１】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記試験体を挟んで外力付与部と対向する位置に、
試験体に対して接触及び離間可能な仮支持部が設けられ
るとともに、試験時この仮支持部を試験体から離間させ
るレバーが外力付与部に設けられたものであってもよ
い。

【００１２】この場合、試験開始前の試験体をその四隅
において支持し、試験時には仮支持部を試験体から離間
させて適正に強度試験を行うことができ、試験体の全面
を略均一に評価することができる。

【００１３】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記支持部が試験体を吸着して保持する吸着手段を
有するものであってもよい。

【００１４】この場合、試験体に外力を付与しても試験
体が既定位置からずれることなく保持されるとともに試
験体に生じる応力を板状体全体に分散させやすくするこ
とができる。

【００１５】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記外力付与部が試験体を吸着して保持する吸着手
段を有するものであってもよい。

【００１６】この場合、試験体に外力を付与するとき、
試験体の載荷点へ的確に外力を付与でき、適正な強度試
験を行うことができる。

【００１７】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記外力付与部が試験体に一定荷重を付与するもの
であってもよい。

【００１８】また、本発明に係る板状体強度検査装置
は、前記外力付与部が試験体に一定変位を付与するもの
であってもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る板状体強度検
査装置の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。

【００２０】図１は、本発明に係る板状体強度検査装置
の基本概念を示した斜視図である。図１において、板状
体強度検査装置５は、試験体６を支持する支持部５１
と、試験体６に外力を付与する外力付与部５３とをそれ
ぞれ一対ずつ有し、支持部５１はその一対の対角に、外
力付与部５３は他の一対の対角にそれぞれ配される。

【００２１】図２は、このような板状体強度検査装置５
によって強度試験を行った場合の試験体６に生じた応力
の分布を示す、フォンミーゼス応力分布図である。図中
表された曲線は、等応力線である。図２から明らかなよ
うに、試験体６に生じる応力は、試験体６の広い範囲に
かけて略均一であり、高い応力が集中するような箇所も
ない。すなわち、本発明に係る板状体強度検査装置５
は、試験体６の強度をかたよりなく適正に試験すること
ができるものであるとわかる。

【００２２】［実施の形態１］図３及び図４は、本発明
の実施の形態１を示し、図３は、板状体強度検査装置の
要部を抽出して示した斜視図であり、図４各図は、板状
体強度検査装置による試験時の各部の動作をそれぞれ示
し、図３における矢符Ａ方向から見た側面図である。図
４において、（ａ）は試験開始前、（ｂ）は試験途中、
（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状態を示している。

【００２３】図３において、平板状の試験体であるシリ
コンウエハ７は、例えば電磁キャスト法やリボン法等に
よって形成される。ここで、電磁キャスト法は、シリコ
ンの融液をるつぼ中で冷却して固化する方法であり、こ
れによって形成されたインゴットを薄くスライスするこ
とによりシリコンウエハが形成される。また、リボン法
は、シリコンの融液が入ったるつぼ内に立てられたキャ
タピラリダイを通して結晶シリコンが引き上げられ、適
当な大きさに切断されて、シリコンウエハを形成する方
法である。

【００２４】板状体強度検査装置１は、略正方形のシリ
コンウエハ７を支持する支持部１１と、このシリコンウ
エハ７に外力を付与する外力付与部１３とをそれぞれ一
対ずつ有する。

【００２５】一対の支持部１１は、シリコンウエハ７の
一面側に配される。ここでは、図３に示されるように、
水平に載置されるシリコンウエハ７に対し、その下面側
に設けられる。また、支持部１１は、図４に示されるよ
うに、水平に備えられた検査ステージ１５上に設けられ
る。このとき、一対の支持部１１は、シリコンウエハ７
の一対の対角に対応する箇所に配される。すなわち、各
支持部１１が設けられる箇所は、検査ステージ１５上に
おいて、検査されるシリコンウエハ７の大きさに対応す
る正方形の対角を形成する箇所とされる。

【００２６】このように設けられる一対の支持部１１
は、それぞれ同一の棒体として形成される。強度試験に
際し、支持部１１はシリコンウエハ７に当接してこれを
支持する。シリコンウエハ７に接触する支持部１１の先
端部は、接触によってシリコンウエハ７にダメージを与
えないよう、ゴム等の弾性を有する素材を用い、曲面で
構成される。

【００２７】一方、一対の外力付与部１３は、シリコン
ウエハ７の他面側、実施の形態１においては、シリコン
ウエハ７の上面側に配される。

【００２８】また、外力付与部１３は、シリコンウエハ
７の他の一対の対角に配される。すなわち、前述の一対
の支持部１１による直線軸と、この一対の外力付与部１
３による直線軸とは、シリコンウエハ７に対面したと
き、シリコンウエハ７上の対角線を形成する。

【００２９】この一対の外力付与部１３は、それぞれ同
一の棒体であり、検査ステージ１５の上部に備えられた
外力付与板１２に設けられる。外力付与板１２は、水平
に設けられ、図示しない稼動部を備えて試験時には鉛直
方向に上下動する。外力付与部１３は、検査ステージ１
５上の支持部１１に支持されたシリコンウエハ７に対面
するよう、外力付与板１２の下面側に設けられる。上記
支持部１１と同様、外力付与部１３の先端部も曲面で形
成される。

【００３０】さらに、板状体強度検査装置１は、シリコ
ンウエハ７に対して接触及び離間可能な仮支持部１７
と、試験時この仮支持部１７をシリコンウエハ７から離
間させるレバー１４とを有する。

【００３１】仮支持部１７は、シリコンウエハ７を挟ん
で外力付与部１３と対向する位置に設けられる。すなわ
ち、仮支持部１７が設けられるのは、シリコンウエハ７
上において上記支持部１１の設けられた対角とは異な
る、他の対角を形成する箇所とされる。また、外力付与
部１３に対応して仮支持部１７も一対設けられる。

【００３２】この一対の仮支持部１７は、それぞれ同一
の棒体であり、検査ステージ１５上に備えられる仮支持
板１６の上面に設けられる。仮支持板１６は、下面側に
ばね機構１６ａを有し、外力によって伸縮自在とされ
る。仮支持部１７の先端部は、支持部１１と同様、曲面
で構成され、ゴム等の弾性を有する素材を用いて形成さ
れることが望ましい。

【００３３】また、レバー１４は、シリコンウエハ７を
挟んで仮支持部１７と対向する位置に設けられる。ここ
では、外力付与部１３が設けられた外力付与板１２にそ
れぞれ設けられる。レバー１４は棒体であって、試験
時、外力付与部１３の動作に付随して、仮支持板１６を
シリコンウエハ７から離間させる。このため、レバー１
４は相当の長さを有し、シリコンウエハ７の対角におい
てシリコンウエハ７の隅部の外側から仮支持板１６に作
用する。具体的には、図４の各図に示されるように、試
験時、レバー１４が下降して外力付与板１２に接した
後、外力付与部１３がシリコンウエハ７に当接するまで
の間に、仮支持部１７がシリコンウエハ７から離間され
ているように形成される。すなわち、レバー１４の長さ
は、シリコンウエハ７の厚さに加え、外力付与部１３及
び仮支持部１７の長さ分以上であって、望ましくはこれ
に適当なゆとり分が加えられた長さを有するよう構成さ
れるとよい。

【００３４】なお、支持部１１及び仮支持部１７の突出
長さは、シリコンウエハ７がこれらの上に載置されたと
き、同一の高さとなるよう決定される。すなわち、支持
部１１と仮支持部１７とによって形成されるシリコンウ
エハ７の載置面が、水平に保たれるよう構成される。

【００３５】以上のように構成される板状体強度検査装
置１において、強度試験は、外力付与部１３によってシ
リコンウエハ７に一定荷重が付与されて行われる。以下
に、強度試験の各過程及び試験時の各部の動作を説明す
る。

【００３６】まず、試験を開始する前に、検査されるシ
リコンウエハ７を、板状体強度検査装置１の支持部１１
と仮支持部１７との上に載置する。このとき、一対の支
持部１１及び一対の仮支持部１７とはシリコンウエハ７
の大きさに対応して、それぞれ正方形の対角を形成する
位置に設けられているため、シリコンウエハ７の四隅に
これに合致させてシリコンウエハ７を載置する（図３参
照）。この状態において、シリコンウエハ７の下面に
は、図４（ａ）に示されるように、支持部１１及び仮支
持部１７が当接し、この４箇所においてシリコンウエハ
７は支持されている。また、シリコンウエハ７を挟んで
仮支持部１７と対向する位置に設けられた外力付与部１
３及び外力付与板１２は、シリコンウエハ７の上部に位
置する。レバー１４は、シリコンウエハ７の隅部の外縁
を通過して、仮支持板１６の上部に位置し、それぞれ停
止した状態にある。

【００３７】次に、シリコンウエハ７に対する試験を開
始する。まず、外力付与板１２を稼動部によって下降さ
せる。外力付与板１２が一定距離下降したところで、外
力付与板１２に備えられたレバー１４の端部は、仮支持
板１６に当接する（図４（ｂ）参照）。

【００３８】引き続き、外力付与板１２を下降させる
と、仮支持板１６がレバー１４によって押し下げられ、
シリコンウエハ７の下面に当接していた仮支持部１７が
シリコンウエハ７から離間する。この時点で、シリコン
ウエハ７においては４点支持から２点支持へと変化す
る。さらに外力付与板１２を下降させると、外力付与部
１３がシリコンウエハ７の上面に当接する。そのまま外
力付与板１２の下降を継続させると、外力付与部１３に
よって、シリコンウエハ７へ荷重が付与され始める。

【００３９】外力付与板１２の下降距離の増加にともな
い、シリコンウエハ７に付与される荷重は大きくなる。
シリコンウエハ７は付与された荷重によって、例えば図
４（ｃ）に示されるような、載荷点付近におけるたわみ
変形を生じる。シリコンウエハ７に付与される荷重が一
定値となると、試験は終了する。

【００４０】なお、外力付与部１３によって付与される
荷重は、例えばシリコンウエハ７として一辺が１２５ｍ
ｍで厚さが３３０μｍのものを用いた場合で、約３. ０
Ｎに設定されることが好ましい。このとき、強度試験に
よってシリコンウエハ７に生じる応力は、シリコンウエ
ハ７の中心部において約５５Ｎ／ｍｍ² となることが確
認された。

【００４１】以上のような構成とすることにより、板状
体強度検査装置１では、試験時、シリコンウエハ７全面
において応力を略均一に生じさせることができ、シリコ
ンウエハ７の強度を適正に評価することができる。

【００４２】［実施の形態２］図５及び図６は、本発明
の実施の形態２を示し、図５は、板状体強度検査装置の
要部を抽出して示した斜視図であり、図６各図は、板状
体強度検査装置による試験時の各部の動作をそれぞれ示
し、図５における矢符Ｂ方向から見た側面図である。図
６において、（ａ）は試験開始前、（ｂ）は試験途中、
（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状態を示している。な
お、この実施の形態において説明する板状体強度検査装
置では、実施の形態１と同一の構成要素には同一符号を
付し、詳細な説明は省略する。

【００４３】板状体強度検査装置２は、実施の形態１と
同様の略正方形のシリコンウエハ７を支持する支持部２
１と、このシリコンウエハ７に外力を付与する外力付与
部２３とをそれぞれ一対ずつ有する。前述の実施の形態
１と大きく異なる点は、強度試験を行うとき、検査され
るシリコンウエハ７が支持部２１によってその上面側か
ら保持される点である。

【００４４】一対の支持部２１及び一対の外力付与部２
３は、ともにシリコンウエハ７の同一面側に配される。
この実施の形態２では、図５に示されるように、水平に
載置されるシリコンウエハ７の上面側に設けられる。ま
た、一対の支持部２１は、試験時、シリコンウエハ７の
一対の対角に位置するよう配され、一対の外力付与部２
３は、他の一対の対角に配される。このような支持部２
１及び外力付与部２３は、検査アーム２８に設けられ
る。検査アーム２８は、図示しない稼動部を備え試験時
には鉛直方向に上下動する。また、検査アーム２８の下
面側には、シリコンウエハ７に対面する上記一対の外力
付与部２３及び支持部２１とを備える。各支持部２１に
よる直線軸と、各外力付与部２３による直線軸とは、対
面するシリコンウエハ７と同程度の大きさの正方形にお
ける対角線を形成するよう、検査アーム２８に設けられ
る。

【００４５】一対の支持部２１は、それぞれ同一の棒体
として形成され、シリコンウエハ７を吸着して保持する
吸着手段を有する。実施の形態２においては、吸着手段
として吸着パッド２９が採用され、支持部２１の先端部
に備えられる。強度試験に際し、支持部２１はシリコン
ウエハ７に当接され、吸着パッド２９によってシリコン
ウエハ７は保持される。吸着パッド２９は、接触による
ダメージをシリコンウエハ７に与えず、変形可能とされ
るゴム等の弾性を有する素材によって形成され、図示し
ない真空ポンプ等の吸引機構を有する。これにより、吸
着パッド２９内部には負圧を生じ、シリコンウエハ７の
表面が保持されることとなる。

【００４６】一対の外力付与部２３は、それぞれ同一の
棒体として形成され、図示されない稼動部により伸縮可
能に設けられる。また、外力付与部２３の先端部は、曲
面で構成される。試験時、この外力付与部２３が、鉛直
方向に下降することで、シリコンウエハ７に一定荷重を
付与し、強度試験が行われる。

【００４７】以上のように構成される板状体強度検査装
置２によって行われる、シリコンウエハ７の強度試験の
各過程及び試験時の各部の動作を説明する。

【００４８】試験開始前、図６（ａ）に示されるよう
に、検査アーム２８は検査されるシリコンウエハ７の上
部に位置する。

【００４９】試験が開始されると、検査アーム２８が下
降し始める。検査アーム２８を一定距離下降させると、
外力付与部２３及び支持部２１がシリコンウエハ７の上
面に当接する（図６（ｂ）参照）。

【００５０】続いて、支持部２１では、シリコンウエハ
７の保持が行われる。シリコンウエハ７の表面に当接し
た吸着パッド２９により、シリコンウエハ７の一対の対
角が吸引される。このとき、図示しない吸着機構によ
り、吸着パッド２９の内部が負圧となるため、弾性を有
する吸着パッド２９は変形し、シリコンウエハ７が吸着
保持される。

【００５１】次に、外力付与部２３によってシリコンウ
エハ７に荷重が付与され始める。板状体強度検査装置２
においては、図６（ｃ）に示されるように、外力付与部
２３の基部が図示しない稼動部により伸長され、シリコ
ンウエハ７の上面を押圧する。この外力付与部２３の伸
長にともなって、シリコンウエハ７に付与される荷重も
増加する。シリコンウエハ７は付与された荷重によっ
て、例えば図６（ｃ）に示されるような、載荷点付近に
おけるたわみ変形を生じる。シリコンウエハ７に付与さ
れる荷重が一定値となると、試験は終了する。

【００５２】なお、吸着パッド２９は、シリコンウエハ
７に荷重が付与された時にも十分な吸着力を有し、荷重
の付与により吸着パッド２９がシリコンウエハ７から離
れてしまうことはない。

【００５３】以上のような構成とすることにより、板状
体強度検査装置２では、試験時、シリコンウエハ７全面
において応力を略均一に生じさせることができ、シリコ
ンウエハ７の強度を適正に評価することができる。ま
た、強度検査を行う際、試験体に対して一面側からの支
持及び外力付与が望ましい場合、例えば検査過程におい
てシリコンウエハが多数、積層された状態にあるような
場合には、そのまま最上部のシリコンウエハから順に取
り出して、強度試験を行うことができ、次の工程へ投入
を容易にすることがすることができる。

【００５４】［実施の形態３］図７及び図８は、本発明
の実施の形態３を示し、図７は、板状体強度検査装置の
要部を抽出して示した斜視図であり、図８各図は、板状
体強度検査装置による試験時の各部の動作をそれぞれ示
し、図７における矢符Ｃ方向から見た側面図である。図
８において、（ａ）は試験開始前、（ｂ）は試験途中、
（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状態を示している。な
お、この実施の形態３は、上記実施の形態２と外力付与
部の形態が異なるだけであるので、ここでは相違点のみ
説明し、それ以外の部分については説明を省略する。

【００５５】板状体強度検査装置３の外力付与部３３
は、検査されるシリコンウエハ７を吸着して保持する吸
着手段を有する。実施の形態３においては、吸着手段と
して吸着パッド３９が採用され、外力付与部３３の先端
部に備えられる。吸着パッドは実施の形態２と同様、支
持部３１の先端部にも備えられる。図中、符号３８は検
査アームを示している。

【００５６】強度試験に際し、外力付与部３３は支持部
３１とともにシリコンウエハ７に当接され、吸着パッド
３９によってシリコンウエハ７は保持される。吸着パッ
ド３９は、接触によるダメージをシリコンウエハ７に与
えず、変形可能とされるゴム等の弾性を有する素材によ
って形成され、図示しない真空ポンプ等の吸引機構を有
する。これにより、吸着パッド３９内部には負圧を生
じ、シリコンウエハ７の表面が保持される。また、外力
付与部３３は、図示しない稼動部を備えて試験時には鉛
直方向に伸縮可能とされ、強度試験が行われる。

【００５７】以上のように構成される板状体強度検査装
置３において、強度試験は、外力付与部３３によって一
定荷重が付与されて行われる。以下に、強度試験の各過
程及び試験時の各部の動作を説明する。

【００５８】試験開始前、図８（ａ）に示されるよう
に、検査アーム３８は検査されるシリコンウエハ７の上
部に位置する。

【００５９】試験が開始されると、検査アーム３８が下
降し始め、検査アーム３８を一定距離下降させると、支
持部３１及び外力付与部３３がシリコンウエハ７の上面
に当接する（図８（ｂ）参照）。

【００６０】続いて、支持部３１及び外力付与部３３に
より、シリコンウエハ７の保持が行われる。すなわち、
シリコンウエハ７の表面に当接した吸着パッド３９によ
り、シリコンウエハ７の四隅が吸引される。このとき、
図示しない吸着機構により、吸着パッド３９の内部が負
圧となるため、弾性を有する吸着パッド３９は変形し、
シリコンウエハ７が保持される。

【００６１】次に、外力付与部３３によってシリコンウ
エハ７に荷重が付与され始める。板状体強度検査装置３
においては、図８（ｃ）に示されるように、外力付与部
３３の基部が図示しない稼動部により伸長され、シリコ
ンウエハ７の上面を押圧する。この外力付与部３３の伸
長にともなって、シリコンウエハ７に付与される荷重も
増加し、シリコンウエハ７は、例えば図６（ｃ）に示さ
れるような、載荷点付近におけるたわみ変形を生じる。
シリコンウエハ７に付与される荷重が一定値となると、
試験は終了する。

【００６２】なお、吸着パッド３９は、シリコンウエハ
７に荷重が付与された時にも十分な吸着力を有し、荷重
の付与により吸着パッド３９がシリコンウエハ７から離
れてしまうことはない。また、上記板状体強度検査装置
３において外力付与部３３はシリコンウエハ７に対し鉛
直方向下向きの荷重を付与するよう構成されたが、本発
明はこれに限らず、シリコンウエハ７に対し鉛直方向上
向きの荷重を付与することによっても、同様の効果を得
ることができる。

【００６３】以上のような構成とすることにより、板状
体強度検査装置３では、試験時、シリコンウエハ７全面
において応力を略均一に生じさせることができ、シリコ
ンウエハ７の強度を適正に評価することができる。ま
た、強度検査を行う際、試験体に対して一面側からの支
持及び外力付与が望ましい場合、例えば検査過程におい
てシリコンウエハが多数、積層された状態にあるような
場合には、そのまま最上部のシリコンウエハから順に取
り出して、強度試験を行うことができ、次の工程へ投入
を容易にすることがすることができる。

【００６４】本発明は、上記３つの実施の形態のほか、
平板状の試験体であって円形のものに対しても好適に実
施できる。

【００６５】図９は、円形のシリコンウエハ８に対し、
外力を付与して強度試験を行う板状体強度検査装置４の
基本概念を示す斜視図である。

【００６６】板状体強度検査装置４は、シリコンウエハ
８を支持する支持部４１と、シリコンウエハ８に外力を
付与する外力付与部４３とをそれぞれ一対ずつ有し、支
持部４１は、この円に内接する正方形の一対の対角に、
外力付与部４３は該正方形の他の一対の対角にそれぞれ
配される。

【００６７】それぞれの支持部４１及び外力付与部４３
には、上記実施の形態において説明したように先端部を
曲面で形成したり、先端部に吸着パッドを備えたりする
等の構成が適宜採用される。

【００６８】なお、上述した各実施の形態において外力
付与部１３、２３、３３、４３は、シリコンウエハ７、
８に一定荷重を付与する方法を示したが、本発明はこれ
に限らず試験体に一定変位を与えることでも同様の効果
を得ることができるものである。また、本発明による強
度試験の評価方法としては、例えば上記した外力付与部
によって一定荷重若しくは一定変位を付与した際に、試
験体の割れや欠けの有無を確認することによる評価方法
や、アコースティックエミッション（ＡＥ）等による欠
陥発生の判定による評価方法等が挙げられる。

【００６９】さらに、本発明は、上記各実施の形態に限
定されるものではなく、多用に変形することができる。
例えば、シリコンウエハを吸引するために、吸着パッド
とは異なる他の機構を適用してもよい。また、本発明
は、シリコンウエハたけでなく、板状体であって強度試
験を要するものに広く適用することができるものであ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る板状
体強度検査装置は、板状体の強度検査に関し、試験体の
全面をできる限り均一に評価して、不良の試験体を的確
に選別して除去することにより、製造設備及び正常であ
るシリコンウエハ等が汚染されることを防ぎ、延いては
半導体生産工程での生産収率を向上させることができ
る。また、本発明は、板状体の強度を精度よく予測する
のに効果的であるため、試験結果そのものの信頼度を高
めることができる。

【００７１】さらに、支持部又は外力付与部に、試験体
を吸着して保持する吸着手段を備えた場合には、試験体
の吸着保持が可能となり、的確な外力の付与を行うこと
ができる。その上、支持部分が試験体表面のより広い範
囲となるため、試験体の支持圧力が分散され、試験体に
生じる応力を試験体全体でより均一なものにすることが
できる。

【００７２】上記吸着手段に加えて、試験体の同一面側
に支持部及び外力付与部を配した場合には、多数の試験
体が積層された状態にあっても、そのまま最上部の試験
体から順に取り出して強度試験を行うことができ、次の
工程へ投入を容易にすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板状体強度検査装置の基本概念を
示した斜視図である。

【図２】本発明に係る板状体強度検査装置によって強度
試験を行った場合の試験体に生じる応力を示すフォンミ
ーゼス応力分布図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る板状体強度検査装
置の要部を示す斜視図である。

【図４】図３における矢符Ａ方向から見た側面図であっ
て試験時の各部の動作を示し、（ａ）は試験開始前、
（ｂ）は試験途中、（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状
態を示した側面図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る板状体強度検査装
置の要部を示す斜視図である。

【図６】図５における矢符Ｂ方向から見た側面図であっ
て試験時の各部の動作を示し、（ａ）は試験開始前、
（ｂ）は試験途中、（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状
態を示した側面図である。

【図７】本発明の実施の形態４に係る板状体強度検査装
置の要部を示す斜視図である。

【図８】図７における矢符Ｃ方向から見た側面図であっ
て試験時の各部の動作を示し、（ａ）は試験開始前、
（ｂ）は試験途中、（ｃ）は外力付与時のそれぞれの状
態を示した側面図である。

【図９】本発明に係る板状体強度検査装置であって、円
形の試験体に対し強度試験を行う板状体強度検査装置の
基本概念を示す斜視図である。

【図１０】シリコンウエハの裏面側を示す平面図であ
る。

【図１１】従来の検査装置を示す概略斜視図である。

【図１２】従来の検査装置を示す概略斜視図である。

【図１３】従来の検査装置によって強度試験を行った場
合の試験体に生じる応力を示すフォンミーゼス応力分布
図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５ 板状体強度検査装置 １１，２１，３１，４１，５１ 支持部 １３，２３，３３，４３，５３ 外力付与部 １４ レバー １５ 検査ステージ １７ 仮支持部 ２８，３８ 検査アーム ２９，３９ 吸着パッド ６ 試験体 ７，８ シリコンウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 充浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G061 AA07 AB01 BA03 CA05 CB01 CC09 DA01 EA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の試験体に対し外力を付与して強
   度試験を行う板状体強度検査装置であって、 試験体を支持する支持部と、試験体に外力を付与する外
   力付与部とをそれぞれ一対ずつ有し、矩形の試験体にあ
   っては支持部はその一対の対角に、外力付与部は他の一
   対の対角にそれぞれ配され、円形の試験体にあっては支
   持部は該円に内接する正方形の一対の対角に、外力付与
   部は該正方形の他の一対の対角にそれぞれ配されたこと
   を特徴とする板状体強度検査装置。
2. 【請求項２】 前記支持部は試験体の一面側に、外力付
   与部は試験体の他面側にそれぞれ配されたことを特徴と
   する請求項１に記載の板状体強度検査装置。
3. 【請求項３】 前記試験体を挟んで外力付与部と対向す
   る位置に、試験体に対して接触及び離間可能な仮支持部
   が設けられるとともに、試験時この仮支持部を試験体か
   ら離間させるレバーが外力付与部に設けられたことを特
   徴とする請求項２に記載の板状体強度検査装置。
4. 【請求項４】 前記支持部は試験体を吸着して保持する
   吸着手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか一つに記載の板状体強度検査装置。
5. 【請求項５】 前記外力付与部は試験体を吸着して保持
   する吸着手段を有することを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれか一つに記載の板状体強度検査装置。
6. 【請求項６】 前記外力付与部は試験体に一定荷重を付
   与するものであることを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれか一つに記載の板状体強度検査装置。
7. 【請求項７】 前記外力付与部は試験体に一定変位を付
   与するものであることを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれか一つに記載の板状体検査装置。