JP2011205084A - Device for detecting crack of wafer, method of detecting the crack, device and method for manufacturing solar cell or semiconductor element, and solar cell or semiconductor element - Google Patents

Device for detecting crack of wafer, method of detecting the crack, device and method for manufacturing solar cell or semiconductor element, and solar cell or semiconductor element Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for detecting cracks, capable of reliably detecting the cracks of a wafer.SOLUTION: The device for detecting the cracks is configured such that a wafer 13 is positioned and held by being sandwiched between a pillar member 11 and an audio sensor 15 by interposing an elastic material; in this sandwiched state, a vibration part 19 coated with an elastic material 22 is made to collide with the wafer 13 and vibrated; vibration waveform transmitted to the wafer 13 then is detected by the audio sensor 15; and the cracks are detected based on a frequency component higher than the resonant frequency of the vibration waveform.

Description

この発明は、例えば、シリコンウェーハや太陽電池ウェーハを含む半導体ウェーハ、或いは、SiC、GaN等の化合物半導体ウェーハ等のウェーハの、マイクロクラックと称するひび割れや内部割れ等のクラックを判別するのに用いるクラック検出装置、そのクラック検出方法、太陽電池或いは半導体素子の製造装置、その製造方法及び太陽電池或いは半導体素子に関する。   The present invention is, for example, a crack used to discriminate cracks such as cracks and internal cracks, which are called microcracks, in semiconductor wafers including silicon wafers and solar cell wafers, or compound semiconductor wafers such as SiC and GaN. The present invention relates to a detection device, a crack detection method thereof, a solar cell or semiconductor element manufacturing device, a manufacturing method thereof, and a solar cell or semiconductor element.

なお半導体素子には、ディスクリート半導体素子、LED、CCDや、IC、LSI等を広く含むものとする。   Note that the semiconductor elements widely include discrete semiconductor elements, LEDs, CCDs, ICs, LSIs, and the like.

例えば単結晶型太陽電池は、シリコンウェーハを材料としている。このシリコンウェーハは、半導体インゴットを切り出して形成され、半導体を生成して太陽電池ウェーハを含む半導体ウェーハが形成される。そして、この太陽電池ウェーハは、その後、電極が付けられて太陽電池セルが形成され、この太陽電池セルが複数枚、配列されて相互間が配線接続されて太陽電池モジュールと称する太陽電池が製造される。   For example, a single crystal solar cell uses a silicon wafer as a material. This silicon wafer is formed by cutting out a semiconductor ingot, generating a semiconductor, and forming a semiconductor wafer including a solar cell wafer. The solar cell wafer is then provided with electrodes to form solar cells, and a plurality of solar cells are arranged and connected to each other by wiring to produce a solar cell called a solar cell module. The

ここでは、太陽電池とは、太陽電池セル、及び太陽電池セルを配列した太陽電池モジュールの双方を含むものとする。そして、上記シリコンウェーハ、太陽電池ウェーハ、半導体ウェーハ、或いは、SiC、GaN等の化合物半導体ウェーハは、以後、総称してウェーハと記述する。   Here, the solar battery includes both a solar battery cell and a solar battery module in which the solar battery cells are arranged. The silicon wafer, solar cell wafer, semiconductor wafer, or compound semiconductor wafer such as SiC or GaN is hereinafter collectively referred to as a wafer.

ところで最近、特に単結晶型太陽電池において、コストダウン等のために、ウェーハの薄型化が進んでいる。このようなウェーハでは、その製造工程において、マイクロクラックと称する小さなひび割れや内部割れのいわゆるクラックが発生する頻度が増加しており、このクラックが発生すると、製造する太陽電池の変換効率や耐久性の低下を招くために、生産性の低下を招く。また、太陽電池ウェーハに限らず、中間工程で半導体がウェーハに形成され、その後、最終工程を経て半導体素子が製造される半導体素子の製造工程においても、ウェーハにクラックが発生することは、半導体の不良或いは耐久性の低下を招くのみならず、半導体素子の歩留まりの低下を招く原因となっている。   Recently, especially in single crystal solar cells, wafers have been made thinner to reduce costs. In such a wafer, the frequency of occurrence of so-called cracks called micro cracks and internal cracks in the manufacturing process is increasing, and when this crack occurs, the conversion efficiency and durability of the solar cell to be manufactured are increased. This leads to a decrease in productivity, leading to a decrease in productivity. Further, not only in the solar cell wafer, a semiconductor is formed on the wafer in an intermediate process, and then a semiconductor element is manufactured through a final process. This causes not only a defect or a decrease in durability, but also a decrease in yield of semiconductor elements.

そこで、このようなウェーハのクラックの有無を検出する検査技術として、各種の技術が提案されている。   Accordingly, various techniques have been proposed as inspection techniques for detecting the presence or absence of such cracks in the wafer.

例えば、第1の技術としては、強制的にシリコンウェーハを湾曲させ、そのときに発生する衝撃波を検知して分析する方法がある(例えば特許文献1参照。)。   For example, as a first technique, there is a method of forcibly bending a silicon wafer and detecting and analyzing a shock wave generated at that time (see, for example, Patent Document 1).

また、第2の技術としては、真空吸着パッドを用いて基板(ウェーハ)を固定し、基板に振動を与えて音を発生させ、発生した音を非接触型のマイクロフォン等の音響センサで捉え、その音響解析によって分析する方法がある(例えば特許文献2参照。)。   As a second technique, a substrate (wafer) is fixed using a vacuum suction pad, a sound is generated by applying vibration to the substrate, and the generated sound is captured by an acoustic sensor such as a non-contact microphone, There is a method of analyzing by the acoustic analysis (see, for example, Patent Document 2).

さらに、第3の技術としては、赤外光をウェーハに照射し、その透過光または反射光をCCDカメラ等を用いて検知し、分析する方法がある(例えば特許文献3参照。)。   Furthermore, as a third technique, there is a method of irradiating a wafer with infrared light and detecting and analyzing the transmitted light or reflected light using a CCD camera or the like (see, for example, Patent Document 3).

特開2002−343992号公報JP 2002-34392 A 特開2005−142495号公報JP 2005-142495 A 特開2000−065760号公報JP 2000-065760 A

しかしながら、上記第1の技術では、ウェーハを湾曲させる構成上、クラックの成長を助長する虞があり、割れが発生するという問題を有する。   However, the first technique has a problem that cracks are generated due to the possibility of promoting the growth of cracks due to the configuration of bending the wafer.

また、第2の技術では、基板を固定する手段と音響センサをウェーハに対して非接触状態で対向配置しなければならないために、そのセンサ構造上、構成が複雑となるうえ、周囲の雑音を拾ってしまったりして、発生した音のみを効率よく検出することが困難であるという問題を有する。   In the second technique, since the means for fixing the substrate and the acoustic sensor must be opposed to the wafer in a non-contact state, the structure of the sensor is complicated, and ambient noise is reduced. There is a problem that it is difficult to efficiently detect only the generated sound.

さらに、第3の技術では、赤外光を照射することで、ウェーハが膨張し、クラックが一時的にくっついてしまう虞を有し、また表面に凹凸があるようなウェーハの場合には凹凸とクラックの識別が難しく、信頼性の高い判定が困難であるという問題を有する。   Furthermore, in the third technique, irradiation with infrared light may cause the wafer to expand and cracks may temporarily stick together. It is difficult to identify cracks and it is difficult to make a reliable determination.

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、信頼性の高い確実なクラック検出を実現して、太陽電池或いは半導体素子の製造性の向上を図り得るようにしたウェーハのクラック検出装置、そのクラック検出方法、太陽電池或いは半導体素子の製造装置、その製造方法、及び太陽電池或いは半導体素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple configuration, realizes reliable and reliable crack detection, and can improve the productivity of solar cells or semiconductor elements. An object of the present invention is to provide a crack detection apparatus, a crack detection method thereof, a solar cell or semiconductor element manufacturing apparatus, a manufacturing method thereof, and a solar cell or semiconductor element.

請求項1に係る発明は、ウェーハに当接され、前記ウェーハに伝わる振動波形を検出する音響センサと、前記音響センサを含むウェーハ保持手段と、前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して加振部が設けられた加振手段と、この加振手段の加振部が前記ウェーハの少なくとも一方の面を加振した状態で、前記音響センサで検出された振動波形から前記ウェーハがクラックを有することを示す周波数を抽出する信号処理手段と、この信号処理手段の抽出情報に基づいて前記ウェーハのクラックの有無を検出する判定手段と、を備えてウェーハのクラック検出装置を構成した。   The invention according to claim 1 is directed to an acoustic sensor that is in contact with a wafer and detects a vibration waveform transmitted to the wafer, a wafer holding unit including the acoustic sensor, and an excitation unit for at least one surface of the wafer The wafer has cracks from the vibration waveform detected by the acoustic sensor in a state where the vibration means provided with the vibration means and the vibration part of the vibration means vibrates at least one surface of the wafer. A wafer crack detection device is configured to include signal processing means for extracting the indicated frequency and determination means for detecting the presence or absence of cracks in the wafer based on extraction information of the signal processing means.

この場合、前記支柱部材と前記ウェーハの間、前記音響センサと前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることができる。   In this case, an elastic material can be interposed between at least one of the strut member and the wafer, between the acoustic sensor and the wafer, and between the excitation unit and the wafer.

上記構成によれば、ウェーハは、弾性素材が介在されて支柱部材と音響センサとで挟まれて保持され、加振部が、その弾性素材を介在させて加振されることにより、加振時にウェーハを損傷したりすることなく、しかも音響センサによる振動波形の検出時、空気の影響を受けることなく高精度な検出が可能となる。これにより、構成の簡略化を図ったうえで、高精度なクラック検出が実現され、簡便にして容易にウェーハ製造の歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, the wafer is sandwiched and held between the support member and the acoustic sensor with the elastic material interposed, and the vibration unit is vibrated with the elastic material interposed, High-precision detection can be performed without damaging the wafer and without being affected by air when the vibration waveform is detected by the acoustic sensor. As a result, after simplifying the configuration, high-accuracy crack detection is realized, and the yield of wafer manufacturing can be improved easily and easily.

請求項2に係る発明はさらに、前記音響センサを含むウェーハ保持手段が、前記ウェーハの半導体が形成されていない面、及び/又は、前記ウェーハ周辺の半導体が正常に形成されていない部分にのみ当接するようにしてウェーハのクラック検出装置を構成した。   According to a second aspect of the present invention, the wafer holding means including the acoustic sensor is applied only to a surface of the wafer where the semiconductor is not formed and / or a portion where the semiconductor around the wafer is not formed normally. A wafer crack detection device was constructed so as to be in contact with each other.

この場合も、前記各々の音響センサと前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることができるが、弾性素材は介在させなくてもよい。   Also in this case, an elastic material can be interposed between at least one of the acoustic sensors and the wafer, and between the vibration unit and the wafer, but the elastic material may not be interposed.

請求項13に係る発明によるウェーハのクラック検出方法は、音響センサを含むウェーハ保持手段によってウェーハを保持するウェーハ保持ステップと、前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して加振部によって加振する加振ステップと、この加振ステップで前記ウェーハに振動を加えた状態で、前記音響センサで前記ウェーハに伝わる振動波形を検出し、その振動波形から前記ウェーハがクラックを有することを示す周波数を抽出し、その抽出情報に基づいて前記ウェーハのクラックの有無を検出する判定ステップとを備えて構成した。   According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a wafer crack detection method comprising: a wafer holding step for holding a wafer by a wafer holding means including an acoustic sensor; and an excitation for exciting at least one surface of the wafer by an excitation unit. A vibration waveform transmitted to the wafer by the acoustic sensor in a state in which vibration is applied to the wafer in the vibration step, and extracting a frequency indicating that the wafer has a crack from the vibration waveform; And a determination step for detecting the presence or absence of cracks in the wafer based on the extracted information.

この場合、前記支柱部材と前記ウェーハの間、前記音響センサと前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることができる。   In this case, an elastic material can be interposed between at least one of the strut member and the wafer, between the acoustic sensor and the wafer, and between the excitation unit and the wafer.

上記構成によれば、ウェーハは、ウェーハ保持ステップにおいて弾性素材が介在されて支柱部材と音響センサとで挟まれて保持され、加振ステップにおいて加振部が、その弾性素材を介在させて加振されることにより、加振時にウェーハを損傷したりすることなく、しかも、判定ステップにおいて音響センサによる振動波形の検出時、空気の影響を受けることなく高精度な検出が可能となる。これにより、構成の簡略化を図ったうえで、高精度なクラック検出が実現され、簡便にして容易にウェーハ製造の歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, the wafer is held by the elastic material interposed between the support member and the acoustic sensor in the wafer holding step, and the vibration unit vibrates with the elastic material in the vibration step. As a result, the wafer can be detected with high accuracy without being affected by air when the vibration waveform is detected by the acoustic sensor in the determination step without damaging the wafer during vibration. As a result, after simplifying the configuration, high-accuracy crack detection is realized, and the yield of wafer manufacturing can be improved easily and easily.

請求項14に係る発明によるウェーハのクラック検出方法はさらに、前記ウェーハ保持ステップにおいて、前記音響センサを含むウェーハ保持手段が、ウェーハの半導体が形成されていない面、及び/又は、前記ウェーハ周辺の半導体が正常に形成されていない部分にのみ当接して構成した。   The wafer crack detection method according to the fourteenth aspect of the present invention is further characterized in that, in the wafer holding step, the wafer holding means including the acoustic sensor includes a surface on which a semiconductor of the wafer is not formed and / or a semiconductor around the wafer. Is configured to abut only on a portion that is not normally formed.

この場合も、前記各々の音響センサと前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることができるが、弾性素材は介在させなくてもよい。   Also in this case, an elastic material can be interposed between at least one of the acoustic sensors and the wafer, and between the vibration unit and the wafer, but the elastic material may not be interposed.

請求項25に係る発明における太陽電池或いは半導体素子の製造装置は、ウェーハに半導体を生成して太陽電池或いは半導体素子を製造する装置であって、前記請求項1及び請求項2のウェーハのクラック検出装置によるクラック検出を含めて構成した。   The solar cell or semiconductor element manufacturing apparatus according to the invention of claim 25 is an apparatus for manufacturing a solar cell or a semiconductor element by generating a semiconductor on a wafer, and detecting cracks in the wafer of claim 1 and claim 2. It was configured including crack detection by the device.

上記構成によれば、クラックの無いウェーハを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することができることにより、製造における歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, since a solar cell or a semiconductor element can be manufactured using a wafer having no cracks, it is possible to improve the manufacturing yield.

請求項26に係る発明による太陽電池或いは半導体素子の製造方法は、ウェーハに半導体を生成して太陽電池或いは半導体素子を製造する方法であって、前記請求項13及び14のウェーハのクラック検出方法によるクラック検出を含めて構成した。   A method for manufacturing a solar cell or a semiconductor device according to an invention according to claim 26 is a method for manufacturing a solar cell or a semiconductor device by generating a semiconductor on a wafer, and according to the method for detecting a crack in a wafer according to claims 13 and 14. It was configured including crack detection.

上記構成によれば、クラックの無いウェーハを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することができることにより、製造における歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, since a solar cell or a semiconductor element can be manufactured using a wafer having no cracks, it is possible to improve the manufacturing yield.

請求項27に係る発明は、ウェーハに半導体が生成されて製造された太陽電池或いは半導体素子であって、前記請求項1及び2のウェーハのクラック検出装置によるクラック検出を製造工程中に含むように構成した。   The invention according to claim 27 is a solar cell or a semiconductor element manufactured by producing a semiconductor on a wafer, and includes crack detection by the crack detection apparatus for a wafer according to claims 1 and 2 in the manufacturing process. Configured.

上記構成によれば、クラックの無いウェーハを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することができることにより、製造における歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, since a solar cell or a semiconductor element can be manufactured using a wafer having no cracks, it is possible to improve the manufacturing yield.

請求項28に係る発明は、ウェーハに半導体が生成されて製造された太陽電池或いは半導体素子であって、前記請求項13及び14のウェーハのクラック検出方法によるクラック検出を製造工程中に含むように構成した。   The invention according to claim 28 is a solar cell or a semiconductor device manufactured by producing a semiconductor on a wafer, and includes crack detection by the crack detection method for a wafer according to claims 13 and 14 in the manufacturing process. Configured.

上記構成によれば、クラックの無いウェーハを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することができることにより、製造における歩留まりを向上することが可能となる。   According to the above configuration, since a solar cell or a semiconductor element can be manufactured using a wafer having no cracks, it is possible to improve the manufacturing yield.

以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、信頼性の高い確実なクラック検出を実現して、太陽電池或いは半導体素子の製造性の向上を図り得るようにしたウェーハのクラック検出装置、そのクラック検出方法、太陽電池或いは半導体素子の製造装置、その製造方法、及び太陽電池或いは半導体素子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a crack detection of a wafer that realizes reliable and reliable crack detection with a simple configuration and can improve the productivity of solar cells or semiconductor elements. An apparatus, its crack detection method, a solar cell or semiconductor element manufacturing apparatus, its manufacturing method, and a solar cell or semiconductor element can be provided.

この発明の一実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on one embodiment of this invention. 図1を一方の側面から見た状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state which looked at FIG. 1 from one side. 図1を図2と直交する側面から見た状態示した平面図である。It is the top view which showed the state which looked at FIG. 1 from the side surface orthogonal to FIG. 図1のウェーハの保持状態を示した側面図である。It is the side view which showed the holding | maintenance state of the wafer of FIG. この発明の一実施の形態に係るウェーハのクラック検出方法による判定ステップにおけるクラック無しの一例を説明するために示した特性図である。It is the characteristic view shown in order to demonstrate an example without the crack in the determination step by the crack detection method of the wafer concerning one embodiment of this invention. この発明の一実施の形態に係るウェーハのクラック検出方法による判定ステップにおけるクラック有りの一例を説明するために示した特性図である。It is the characteristic view shown in order to demonstrate an example with a crack in the determination step by the crack detection method of the wafer concerning one embodiment of this invention. この発明の他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. この発明の他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. 半導体が形成された、ウェーハの構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the wafer in which the semiconductor was formed. この発明の更に他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. この発明の更に他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. この発明の更にまた他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. 図12に示す実施の形態の他の変形例に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on the other modification of embodiment shown in FIG. 図12に示す実施の形態の更に他の変形例に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。FIG. 13 is a side view showing a main part of a wafer crack detection apparatus according to still another modification of the embodiment shown in FIG. 12. この発明の更に他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した側面図である。It is the side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention. (a)及び(b)は、この発明の他の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置の要部を示した平面図及び側面図である。(A) And (b) is the top view and side view which showed the principal part of the crack detection apparatus of the wafer which concerns on other embodiment of this invention.

以下、この発明の実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置、そのクラック検出方法、太陽電池或いは半導体素子の製造装置、その製造方法、及び太陽電池或いは半導体素子について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a wafer crack detection apparatus, a crack detection method thereof, a solar cell or semiconductor element manufacturing apparatus, a manufacturing method thereof, and a solar cell or semiconductor element according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. To do.

図1は、この発明の一実施の形態に係るウェーハのクラック検出装置を示すもので、ベース10上には、例えば略中央部に支柱部材11が立設される(図2及び図3参照)。そして、この支柱部材11には、弾性素材12が被着され(図4参照)、この弾性素材12上には、例えば太陽電池用の半導体が生成された太陽電池ウェーハ等のウェーハ13の一方の面が載置される。   FIG. 1 shows a wafer crack detection apparatus according to an embodiment of the present invention. A support member 11 is erected on a base 10 at, for example, a substantially central portion (see FIGS. 2 and 3). . An elastic material 12 is attached to the support member 11 (see FIG. 4). On the elastic material 12, for example, one of the wafers 13 such as a solar cell wafer in which a semiconductor for a solar cell is generated. A surface is placed.

上記ベース10には、ウェーハ位置決め手段を構成する複数、例えば3本の位置決めピン14が、支柱部材11の周囲に所定の間隔を有して立設されている。この位置決めピン14は、ウェーハ13が支柱部材11に弾性素材12が介在されて載置された状態で、該ウェーハ13の周囲の3箇所が当接され、該ウェーハ13の面方向の移動を規制して、ウェーハ13をクラック検出位置に位置決めする。   On the base 10, a plurality of, for example, three positioning pins 14 constituting a wafer positioning means are erected around the support member 11 with a predetermined interval. The positioning pins 14 are in contact with three locations around the wafer 13 in a state in which the wafer 13 is placed on the support member 11 with the elastic material 12 interposed therebetween, thereby restricting movement of the wafer 13 in the surface direction. Then, the wafer 13 is positioned at the crack detection position.

また、ベース10には、接触型音響センサ15が支柱部材11に対向して設けられる。この音響センサ15は、先端部に弾性素材12が被着され、この弾性素材が上記支柱部材11の弾性素材12上に載置されたウェーハ13の他方の面に密着されることで、上記支柱部材11と協働してウェーハ13を挟み込んで位置決め保持する(図4参照)。ベース10上に搬送されてきたウェーハ13を、支柱部材11が下から押し上げて位置決め保持するような構成も可能である。   Further, a contact type acoustic sensor 15 is provided on the base 10 so as to face the support member 11. The acoustic sensor 15 has an elastic material 12 attached to the tip, and the elastic material is brought into close contact with the other surface of the wafer 13 placed on the elastic material 12 of the column member 11, thereby The wafer 13 is sandwiched and held in cooperation with the member 11 (see FIG. 4). A configuration is also possible in which the support member 11 pushes up the wafer 13 transferred onto the base 10 from below and holds it.

上記音響センサ15は、支持部材を構成する例えば支持アーム17の先端部に着脱自在、且つ、上下方向及び矢印A,B方向に移動調整自在に設けられる。そして、この支持アーム17の基端部は、移動機構18を介してベース10に対して矢印C,D方向に移動自在に設けられている。これにより、音響センサ15は、支持アーム17及び移動機構18を介してベース10の支柱部材11に対向するように移動調整される。   The acoustic sensor 15 is detachably attached to, for example, the distal end portion of the support arm 17 constituting the support member, and is provided so as to be movable and adjustable in the vertical direction and the arrow A and B directions. The base end portion of the support arm 17 is provided so as to be movable in the directions of arrows C and D with respect to the base 10 via the moving mechanism 18. As a result, the acoustic sensor 15 is moved and adjusted so as to face the column member 11 of the base 10 via the support arm 17 and the moving mechanism 18.

ここで、上記ウェーハ13は、支柱部材11と音響センサ15とにより、弾性素材12が介在された状態で、挟み込まれてクラック検出が行われることで、支持構造が簡単化され、製作上のコスト低下が図れる。   Here, the wafer 13 is sandwiched between the support member 11 and the acoustic sensor 15 in the state where the elastic material 12 is interposed, and crack detection is performed, thereby simplifying the support structure and manufacturing costs. Reduction can be achieved.

また、ベース10には、加振手段を構成する、例えば1g程度の棒状の加振部19が支持部材を構成する支持アーム20に対して落下操作自在で、且つ、矢印A,B方向に移動調整自在に設けられる。そして、この支持アーム20は、移動機構21を介してベース10に対して矢印C,D方向に移動調整自在に設けられる。これにより、加振部19は、支持アーム20及び移動機構21を介してベース10に対して移動調整されて、例えば上記音響センサ15よりベース10の周囲方向に移動調整される。   Further, the base 10 has a vibrating means 19 that constitutes a vibrating means, for example, a bar-like vibrating portion 19 that can be dropped with respect to the support arm 20 that constitutes the support member, and moves in the directions of arrows A and B. Adjustable. The support arm 20 is provided so as to be movable and adjustable in the directions of arrows C and D with respect to the base 10 via the moving mechanism 21. As a result, the vibration exciter 19 is moved and adjusted with respect to the base 10 via the support arm 20 and the moving mechanism 21, and is moved and adjusted, for example, in the peripheral direction of the base 10 from the acoustic sensor 15.

最近の太陽電池ウェーハの形状は、四隅が丸く欠けた正方形が多い。本実施例においては一例として、加振部19は、音響センサ15から上記正方形の辺におろした垂線上の、外から1/3程度の点を加振しており、好結果を得ている。   Recent solar cell wafers have many square shapes with rounded corners. In the present embodiment, as an example, the vibration unit 19 vibrates a point about 1/3 from the outside on the perpendicular line extending from the acoustic sensor 15 to the side of the square, and has obtained good results. .

この加振部19は、例えばその先端部に粘弾性を示す素材を含む弾性素材22が被着され、一旦、支持アーム20より持ち上げて1cm程度の高さから落下される。すると、加振部19は、その弾性素材22からウェーハ13の面に衝突されて該ウェーハ13を加振する。   For example, an elastic material 22 including a material exhibiting viscoelasticity is attached to the tip portion of the vibration unit 19, and is temporarily lifted from the support arm 20 and dropped from a height of about 1 cm. Then, the vibration unit 19 collides with the surface of the wafer 13 from the elastic material 22 to vibrate the wafer 13.

ここで、加振部19は、ウェーハ13を効率的に振動させるために、音響センサ15よりも端に近いウェーハ13上に落下させることが好ましい。このように、先端に弾性素材22を被着した1g程度の軽い加振部19を、1cm程度の低い高さ位置からウェーハ13上に落下させて加振していることで、衝突時に、弾性素材12がウェーハ13に衝突することによるストレスを小さく抑えることができるため、その割れや損傷を効果的に防止することができる。   Here, the vibration unit 19 is preferably dropped on the wafer 13 closer to the end than the acoustic sensor 15 in order to vibrate the wafer 13 efficiently. In this way, the light vibration unit 19 of about 1 g with the elastic material 22 attached to the tip is dropped on the wafer 13 from a low height position of about 1 cm and vibrated, so that it is elastic at the time of collision. Since the stress due to the material 12 colliding with the wafer 13 can be kept small, the cracks and damage can be effectively prevented.

なお、上記加振手段としては、加振部19をウェーハ下面に設置し、バネ等の手段ではね上げてウェーハ下面に衝突させるように構成したり、例えば弾性素材の小さな球体を用いて、ウェーハ13上に落下させたり、斜めに発射させてウェーハ13に当てるように構成したり、あるいは圧電アクチュエータ、ボイスコイル、超音波振動子などを用いて構成することも可能である。   As the above-described vibration means, the vibration unit 19 is installed on the lower surface of the wafer and is configured to be lifted by means such as a spring and collide with the lower surface of the wafer. It can be configured to drop on top, be launched obliquely and hit the wafer 13, or can be configured using a piezoelectric actuator, voice coil, ultrasonic transducer, or the like.

また、上記弾性素材12,22は、粘弾性を示す素材でもよく、例えばシリコンゴム、その他のゴム系素材やプラスチック系素材、あるいは液体やゲル状物質を袋などの中に充填したものなどで形成され、音響センサ15、支柱部材11、加振部19とウェーハ13との間に介在することで、音響センサ15及び支柱部材11との間の空気が介入するのを防止した状態でウェーハ13に対して密着させて対向配置する。   The elastic materials 12 and 22 may be viscoelastic materials, for example, silicon rubber, other rubber materials or plastic materials, or formed by filling a bag or the like with a liquid or gel material. By interposing between the acoustic sensor 15, the support member 11, the excitation unit 19 and the wafer 13, the air between the acoustic sensor 15 and the support member 11 is prevented from intervening on the wafer 13. The two are placed in close contact with each other.

即ち、ウェーハ13と空気では、音響インピーダンスが大きく異なるため、音響センサ15とウェーハ13との間に空気が存在すると、ウェーハ13に発生した音響信号が、音響センサ15に効率よく伝わらず、測定効率が低下するが、音響センサ15とウェーハ13との間に弾性素材12が存在されることで、ウェーハ13との間に空気が進入せず、直接的に密着された状態となる。この結果、音響インピーダンスの不整合を抑制することができ、反射を抑えて高感度な性能が得られると共に、所望の対雑音性が得られて周囲の雑音の影響を受けることがなくなり、振動を効率よく電圧信号に変換することが可能となる。   That is, since the acoustic impedance differs greatly between the wafer 13 and the air, if air exists between the acoustic sensor 15 and the wafer 13, the acoustic signal generated on the wafer 13 is not efficiently transmitted to the acoustic sensor 15, and the measurement efficiency However, since the elastic material 12 is present between the acoustic sensor 15 and the wafer 13, air does not enter between the wafer 13 and is in direct contact with the wafer 13. As a result, mismatching of acoustic impedance can be suppressed, and high-sensitivity performance can be obtained by suppressing reflection, and desired noise resistance can be obtained without being affected by ambient noise, and vibration can be prevented. It can be efficiently converted into a voltage signal.

また、ウェーハ13を、図4に示すように弾性素材12を介在させて支柱部材11と音響センサ15で挟み込んで保持していることにより、上述したように効率よく振動を電気信号に変換可能なので、ウェーハ13を挟み込む力を比較的弱くすることが可能となる。この結果、クラック検出時、ウェーハ13に与えるストレスを小さく抑えることができ、信頼性の高いクラック検出ができる。この支柱部材11及び音響センサ15とウェーハ13との間に介在される弾性素材12は、例えば支柱部材11及び音響センサ15の各端部にそれぞれ被着されて設けられる。   In addition, since the wafer 13 is sandwiched and held between the support member 11 and the acoustic sensor 15 with the elastic material 12 interposed as shown in FIG. 4, vibration can be efficiently converted into an electrical signal as described above. The force for sandwiching the wafer 13 can be made relatively weak. As a result, the stress applied to the wafer 13 during crack detection can be kept small, and highly reliable crack detection can be performed. The elastic material 12 interposed between the column member 11 and the acoustic sensor 15 and the wafer 13 is provided by being attached to each end of the column member 11 and the acoustic sensor 15, for example.

そして、加振部19に設けた弾性素材22は、ウェーハ13の面に落下されて衝突した際、その材質により高調波成分の発生を防止して、音響センサ15による測定精度を高める働きと、衝突時におけるウェーハ13の損傷等を防止する働きを奏する。   And, when the elastic material 22 provided in the vibration unit 19 is dropped on the surface of the wafer 13 and collides, the material prevents the generation of harmonic components and increases the measurement accuracy by the acoustic sensor 15; It plays the role of preventing damage to the wafer 13 at the time of collision.

ここで、音響センサ15は、例えばAEセンサ(圧電素子による超音波センサ)が用いられ、その他、弾性素材12が介在された状態で接触可能な動電型、静電型、圧電型、ストレインゲージ等が有効である。この結果、音響センサ15は、弾性素材12を介してウェーハ13に密着され、相互間に空気が存在しないことで、上述したように高感度な性能が確保され、しかも、所望の対雑音性が得られて周囲の雑音の影響を受けにくくなり、高精度な測定が実現される。さらに、音響センサの共振周波数が、クラックの存在を示す周波数領域に近いものを使用すれば、より高感度でかつ対雑音性に優れた結果を得ることができる。   Here, as the acoustic sensor 15, for example, an AE sensor (an ultrasonic sensor using a piezoelectric element) is used, and in addition, an electrodynamic type, an electrostatic type, a piezoelectric type, and a strain gauge that can be contacted with the elastic material 12 interposed. Etc. are effective. As a result, the acoustic sensor 15 is in close contact with the wafer 13 via the elastic material 12, and air is not present between them, so that high-sensitivity performance is ensured as described above, and the desired noise resistance is achieved. As a result, it is less affected by ambient noise, and highly accurate measurement is realized. Furthermore, if the resonance frequency of the acoustic sensor is close to the frequency region indicating the presence of cracks, a result with higher sensitivity and excellent noise resistance can be obtained.

上記音響センサ15は、その出力が、例えば増幅部23を介して信号処理手段を構成する信号処理部24に接続され、上記加振部19をウェーハ13上に落下させて衝撃を与えた状態で、ウェーハ13に伝わる振動波形に基づく電圧信号1を増幅部23に出力する。この増幅部23は、入力した電圧信号1を増幅して電圧信号2を生成して信号処理部24に出力する。   The output of the acoustic sensor 15 is connected to the signal processing unit 24 constituting the signal processing means, for example, via the amplification unit 23, and the vibration unit 19 is dropped on the wafer 13 to give an impact. The voltage signal 1 based on the vibration waveform transmitted to the wafer 13 is output to the amplifying unit 23. The amplifying unit 23 amplifies the input voltage signal 1 to generate a voltage signal 2 and outputs the voltage signal 2 to the signal processing unit 24.

信号処理部24は、音響センサ15の性能やウェーハ13の種類に応じて例えばハイパスフィルタやバンドパスフィルタを用いてカットオフ周波数が設定される。即ち、ウェーハ13は、共振により共振周波数のような主に低い周波数(主に可聴周波数)のみが発生するが、クラックが存在すると、共振周波数よりも高い周波数(主に超音波)が発生することが知られている。そこで、信号処理部24は、ハイパスフィルタのカットオフ周波数をウェーハの共振周波数よりも高い周波数(主に超音波)、例えば約1kHz〜10MHz程度に設定される。もしくは、ウェーハのクラックにより特徴的に発生する周波数成分を、バンドパスフィルタで抽出するようなことも可能である。   The signal processing unit 24 sets a cutoff frequency using, for example, a high-pass filter or a band-pass filter according to the performance of the acoustic sensor 15 and the type of the wafer 13. That is, the wafer 13 generates only a low frequency (mainly audible frequency) such as a resonance frequency due to resonance, but if a crack is present, a frequency higher than the resonance frequency (mainly ultrasonic waves) is generated. It has been known. Therefore, the signal processing unit 24 sets the cutoff frequency of the high-pass filter to a frequency (mainly ultrasonic) higher than the resonance frequency of the wafer, for example, about 1 kHz to 10 MHz. Alternatively, it is possible to extract a frequency component characteristically generated by a crack of the wafer by a band pass filter.

信号処理部24は、入力した電圧信号2から共振周波数よりも高い周波数を抽出した電圧信号3を、判定手段を構成する判定部25に出力する。判定部25は、入力した電圧信号3の時間領域波形の予め定めた時間内において、予め定めた電圧閾値、図5や図6において例えば電圧±10を越えるポイント数をカウントし、そのポイント数が予め設定した閾値、例えば20回以上越えたか否かを判定し、図5に示すように閾値を越えない場合、クラック無し、と判定し、図6に示すように閾値を越える場合、クラック有り、と判定する。   The signal processing unit 24 outputs the voltage signal 3 obtained by extracting a frequency higher than the resonance frequency from the input voltage signal 2 to the determination unit 25 constituting the determination unit. The determination unit 25 counts the number of points exceeding a predetermined voltage threshold, for example, voltage ± 10 in FIGS. 5 and 6 within a predetermined time of the time domain waveform of the input voltage signal 3, and the number of points is It is determined whether it has exceeded a preset threshold, for example, 20 times or more, and if it does not exceed the threshold as shown in FIG. 5, it is determined that there is no crack, and if it exceeds the threshold as shown in FIG. Is determined.

上記クラック検出に供するウェーハ13としては、シリコンウェーハ、太陽電池を構成する半導体の生成された太陽電池ウェーハ、半導体の生成された半導体ウェーハ、或いは、SiC、GaN等の化合物半導体ウェーハのいずれにも有効である。   As the wafer 13 used for the crack detection, it is effective for any of silicon wafers, solar cell wafers in which semiconductors constituting the solar cell are generated, semiconductor wafers in which semiconductors are generated, or compound semiconductor wafers such as SiC and GaN. It is.

次に、ウェーハ13のクラック検出手順について説明する。   Next, the crack detection procedure for the wafer 13 will be described.

先ず、ウェーハ保持ステップでは、ウェーハ13を支柱部材11の弾性素材12上に載置すると共に、その周囲を複数の位置決めピン14に当接させ、音響センサ15を、移動機構28、支持アーム17を操作して支柱部材11に対向させて、弾性素材12を介在させてウェーハ13の上面に当接させて密着させる。ここで、音響センサ15及び支柱部材11は、弾性素材12が介在されてウェーハ13の両面を挟んで相互間に空気の進入が阻止された状態で対向配置され、ウェーハ13を位置決め保持する。   First, in the wafer holding step, the wafer 13 is placed on the elastic material 12 of the support member 11, and its periphery is brought into contact with a plurality of positioning pins 14, and the acoustic sensor 15 is moved by the moving mechanism 28 and the support arm 17. It is operated so as to face the column member 11 and is brought into contact with the upper surface of the wafer 13 through the elastic material 12 so as to be in close contact therewith. Here, the acoustic sensor 15 and the support member 11 are arranged to face each other in a state where the elastic material 12 is interposed and air is prevented from entering between both surfaces of the wafer 13 so as to position and hold the wafer 13.

そして、加振ステップでは、加振部19が上述したようにウェーハ13上の音響センサ15よりも端側に対向され、この加振部19を上述したように所定の高さに持ち上げて、ウェーハ13上に落下させて、その先端の弾性素材22から衝突させて加振する。このウェーハ13を加振した状態で、判定ステップに移行される。   In the vibration step, the vibration unit 19 is opposed to the end side of the acoustic sensor 15 on the wafer 13 as described above. The vibration unit 19 is lifted to a predetermined height as described above, and the wafer is 13 is dropped onto the elastic member 22 and collided from the elastic material 22 at the tip thereof to be vibrated. With the wafer 13 being vibrated, the process proceeds to a determination step.

この判定ステップでは、音響センサ15がウェーハ13に伝わる振動波形に基づく電圧信号1を検出して増幅部23に出力し、この増幅部23において入力した電圧信号1が増幅されて電圧信号2が生成され、この電圧信号2が信号処理部24に入力される。信号処理部24は、入力した電圧信号2からウェーハ13の共振周波数よりも高い周波数の電圧信号3が抽出されて判定部25に出力される。この判定部25は、入力した電圧信号3に基づいて上述したようにウェーハ13のクラックの有無が検出され、このクラックの有無に応じてウェーハ13の良否が判定される。   In this determination step, the voltage signal 1 based on the vibration waveform transmitted to the wafer 13 by the acoustic sensor 15 is detected and output to the amplifying unit 23. The voltage signal 1 input by the amplifying unit 23 is amplified to generate the voltage signal 2. The voltage signal 2 is input to the signal processing unit 24. The signal processing unit 24 extracts the voltage signal 3 having a frequency higher than the resonance frequency of the wafer 13 from the input voltage signal 2 and outputs the voltage signal 3 to the determination unit 25. As described above, the determination unit 25 detects the presence or absence of a crack in the wafer 13 based on the input voltage signal 3, and determines whether the wafer 13 is good or bad according to the presence or absence of the crack.

上記ウェーハのクラック検出装置を用いてクラック検出が行われたウェーハ13は、半導体が生成されて、配線やパッケージング等が施され、太陽電池或いは半導体素子が形成される。これにより、良好なウェーハ13のみを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することが可能となるため、製造した太陽電池或いは半導体素子の歩留まりを向上することができる。   In the wafer 13 on which crack detection has been performed using the above-described wafer crack detection apparatus, a semiconductor is generated, wiring, packaging, and the like are performed, and a solar cell or a semiconductor element is formed. Thereby, since it becomes possible to manufacture a solar cell or a semiconductor element only using the favorable wafer 13, the yield of the manufactured solar cell or semiconductor element can be improved.

また、上記ウェーハのクラック検出方法によりクラック検出の行われたウェーハ13は、半導体が生成された後、配線やパッケージング等が施されて太陽電池或いは半導体素子が形成される。これにより、良好なウェーハ13のみを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することが可能となるため、製造した太陽電池或いは半導体素子の歩留まりを向上することができる。   In addition, the wafer 13 on which crack detection has been performed by the above-described wafer crack detection method, after a semiconductor is generated, is subjected to wiring, packaging, and the like to form a solar cell or a semiconductor element. Thereby, since it becomes possible to manufacture a solar cell or a semiconductor element only using the favorable wafer 13, the yield of the manufactured solar cell or semiconductor element can be improved.

また、上記ウェーハのクラック検出装置によりクラック検出が行われたウェーハ13は、太陽電池或いは半導体素子の製造装置を用いて半導体が生成されて、配線やパッケージング等が施されて太陽電池或いは半導体素子が製造される。これにより、良好なウェーハ13のみを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することが可能となるため、太陽電池或いは半導体素子の製造における歩留まりの向上を図ることができる。   In addition, the wafer 13 on which crack detection has been performed by the above-described wafer crack detection apparatus is generated by using a solar cell or a semiconductor element manufacturing apparatus, and then subjected to wiring, packaging, etc., and the solar cell or semiconductor element. Is manufactured. Thereby, since it becomes possible to manufacture a solar cell or a semiconductor element only using the favorable wafer 13, the improvement in the yield in manufacture of a solar cell or a semiconductor element can be aimed at.

また、上記ウェーハのクラック検出方法による手順でクラック検出が行われたウェーハ13は、太陽電池或いは半導体素子の製造方法を用いて半導体が生成された後、配線やパッケージング等が施されて太陽電池或いは半導体素子が製造される。これにより、良好なウェーハ13のみを用いて太陽電池或いは半導体素子を製造することが可能となるため、太陽電池或いは半導体素子の製造における歩留まりの向上を図ることができる。   The wafer 13 on which crack detection has been performed by the above-described method for detecting cracks in a wafer is subjected to wiring, packaging, etc. after a semiconductor is produced using a solar cell or a semiconductor element manufacturing method, and the solar cell. Alternatively, a semiconductor element is manufactured. Thereby, since it becomes possible to manufacture a solar cell or a semiconductor element only using the favorable wafer 13, the improvement in the yield in manufacture of a solar cell or a semiconductor element can be aimed at.

なお、上記実施の形態では、増幅部23を信号処理部24と別体に配置するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、音響センサ15の出力が信号処理に必要な所望の出力電圧を有する場合や、信号処理部24に増幅機能を備えるように構成した場合には、増幅器23を、別体に設けることなく構成することも可能で、同様に有効な効果が期待される。   In the above-described embodiment, the case where the amplification unit 23 is configured separately from the signal processing unit 24 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the output of the acoustic sensor 15 is necessary for signal processing. If the signal processing unit 24 has a desired output voltage, or the signal processing unit 24 is configured to have an amplification function, the amplifier 23 can be configured without being provided separately. Be expected.

また、上記実施の形態では、電圧信号を用いて電圧閾値を超える回数によってウェーハ13の良否を判定するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えばフーリエ変換等により周波数解析を実行して、その周波数成分に基づきウェーハ13の良否を判定するように構成することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the quality of the wafer 13 is determined based on the number of times that exceeds the voltage threshold using the voltage signal has been described. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to perform the analysis and determine whether the wafer 13 is good or bad based on the frequency component.

そして、電圧閾値を超える回数以外に平均値検波や実効値検波を行い、所定の時定数で平滑化した結果、あるいはピークホールド等の結果を用いて、その大きさで良否の判定を行い、あるいはこれらの積分値が一定以上となった状態で不良を判定するように構成することも可能である。   Then, in addition to the number of times exceeding the voltage threshold, average value detection or effective value detection is performed, and smoothing is performed with a predetermined time constant, or a result such as peak hold is used to determine pass / fail, or It is also possible to make a configuration such that a defect is determined in a state where these integral values are a certain value or more.

さらに、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、例えば図7に示すようにベース10に一対の音響センサ151,151を対向配置して、この一対の音響センサ151,151でウェーハ13を挟み込んで位置決め保持してクラック検出を行うように構成することも可能である。但し、この図7の説明においては、便宜上、上記図1乃至図4と同一部分について、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 7, a pair of acoustic sensors 151, 151 are arranged opposite to each other as shown in FIG. 7, and the wafer 13 is mounted by the pair of acoustic sensors 151, 151. It is also possible to configure so as to detect cracks by sandwiching and holding. However, in the description of FIG. 7, for the sake of convenience, the same portions as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

即ち、この実施の形態では、一対の音響センサ151,151の一方が、その弾性素材12が被着された先端部を上にしてベース10上に立設する如く設けられる。そして、音響センサ151,151の他方は、同様に対向配置される先端部に弾性素材12が被着され、その弾性素材12を下に向けた状態で、上記支持アーム14を介して他方に対応して移動自在に設けられる。   That is, in this embodiment, one of the pair of acoustic sensors 151 and 151 is provided so as to stand on the base 10 with the tip end portion to which the elastic material 12 is attached facing up. The other of the acoustic sensors 151 and 151 corresponds to the other through the support arm 14 with the elastic material 12 attached to the tip portion similarly arranged oppositely and with the elastic material 12 facing downward. And can be moved freely.

この音響センサ151,151は、その一方の弾性素材12上にウェーハ13の一方の面が載置され、このウェーハ13の他方の面に対して該音響センサ151,151の他方が移動調整されて、その弾性素材12が密着されることにより、双方で該ウェーハ13を挟み込んで位置決め保持する。この状態で、ウェーハ13は、上述したように加振部19を用いて加振され、例えば双方の音響センサ151,151でウェーハ13に伝わる振動波形に基づく電圧信号を測定し、同様にクラック検出が行われる。   The acoustic sensors 151 and 151 are configured such that one surface of the wafer 13 is placed on one elastic material 12 and the other of the acoustic sensors 151 and 151 is moved and adjusted with respect to the other surface of the wafer 13. When the elastic material 12 is brought into close contact with each other, the wafer 13 is sandwiched and held by both. In this state, the wafer 13 is vibrated using the vibration unit 19 as described above. For example, the voltage signal based on the vibration waveform transmitted to the wafer 13 is measured by both acoustic sensors 151 and 151, and crack detection is performed in the same manner. Is done.

そして、この実施の形態においては、例えば音響センサ151,151の一方で電圧信号の測定が困難な状態でもウェーハ13の不良を判定することも可能となり、検出の多様化が図れることで、さらに良好な効果が期待される。または、音響センサ151,151出力のいずれか一方、もしくは両方に基づいて判定を行うことにより、判定の信頼性を向上させることも可能である。   In this embodiment, for example, even if one of the acoustic sensors 151 and 151 is difficult to measure the voltage signal, it is possible to determine the defect of the wafer 13, and the detection can be diversified, which is further improved. Expected. Alternatively, the determination reliability can be improved by performing determination based on one or both of the outputs of the acoustic sensors 151 and 151.

また、この発明は、図8に示すように、弾性素材12を被着した音響センサ152をベース10上に立設する如く設け、真空吸着パッド26を用いてウェーハ13の中心部位が音響センサ152上に位置するように搬送し、真空吸着パッド26と音響センサ152を対向して当接させることによってウェーハ13を位置決め保持するように構成してもよい。ここで真空吸着パッド26先端のウェーハ13に接する部位にも弾性素材12が設けられており、他の実施形態と同様の効果を奏している。   Further, according to the present invention, as shown in FIG. 8, an acoustic sensor 152 to which the elastic material 12 is attached is provided so as to stand on the base 10, and the central portion of the wafer 13 is located at the acoustic sensor 152 using the vacuum suction pad 26. The wafer 13 may be positioned and held by being transported so as to be positioned and bringing the vacuum suction pad 26 and the acoustic sensor 152 into contact with each other. Here, the elastic material 12 is also provided at the portion of the vacuum suction pad 26 in contact with the wafer 13, and the same effect as in the other embodiments is achieved.

特に半導体が形成されたウェーハにあっては、下記に説明される更に他の実施の形態のように半導体ウェーハが保持され、加振されることが好ましい。   In particular, in the case of a wafer on which a semiconductor is formed, it is preferable that the semiconductor wafer is held and vibrated as in still another embodiment described below.

ウェーハ13は、その表面側に半導体が微細プロセスで作り込まれている。従って、このようなウェーハ13の表面側13Aは、図9に斜線で示すような半導体が形成され、損傷を受けやすい半導体形成領域13−1及びこの半導体形成領域13−1を囲む周辺の半導体が正常に形成されない周辺領域13−2を有するように製造される。この表面13Aの側の半導体形成領域13−1にあっては、支柱部材11、音響センサ15或いは加振部19が弾性素材12、22を介してであっても接触することは好ましくなく、ウェーハ13の表面側においては、弾性素材12、22を介してその周辺領域13−2のみが接触されるように支柱部材11、音響センサ15或いは加振部19が配置されることが好ましい。また、ウェーハ13の裏面13Bの側は、半導体基板そのもの或いはこの半導体基板に層構造が形成されるのみであることから、損傷を受ける虞がなく、表面13Aの側に代えて裏面13Bの側が支柱部材11、音響センサ15或いは加振部19が弾性素材12、22を介して接触させても良い。更に、ウェーハ13の側端面も周辺領域13−2に連接される領域であり、同様に支柱部材11或いは音響センサ15を弾性素材12、22を介して接触させて保持しても良い。   The wafer 13 has a semiconductor formed on its surface side by a fine process. Therefore, on the surface side 13A of such a wafer 13, a semiconductor as shown by oblique lines in FIG. 9 is formed, and the semiconductor forming region 13-1 susceptible to damage and the surrounding semiconductor surrounding the semiconductor forming region 13-1 are formed. It is manufactured to have a peripheral region 13-2 that is not normally formed. In the semiconductor formation region 13-1 on the surface 13A side, it is not preferable that the support member 11, the acoustic sensor 15 or the vibration exciter 19 are in contact with each other even though the elastic materials 12 and 22 are used. On the surface side of 13, it is preferable that the strut member 11, the acoustic sensor 15, or the vibration unit 19 is disposed so that only the peripheral region 13-2 is in contact with the elastic materials 12 and 22. Further, since the back surface 13B side of the wafer 13 is only a semiconductor substrate or a layer structure is formed on the semiconductor substrate, there is no risk of damage, and the back surface 13B side is a support column instead of the front surface 13A side. The member 11, the acoustic sensor 15, or the vibration unit 19 may be brought into contact via the elastic materials 12 and 22. Further, the side end surface of the wafer 13 is also a region connected to the peripheral region 13-2, and the support member 11 or the acoustic sensor 15 may be similarly held through the elastic materials 12 and 22 and held.

このようなウェーハ13の構造上の特性を前提とした種々の実施の形態について図10から図16(a)及び(b)を参照して以下に説明する。ここで、図10から図16(a)及び(b)に示す弾性素材12、22、支柱部材11、音響センサ15或いは加振部19は、図1に示すウェーハのクラック検出装置に備えられることを前提としていることから、その装置の詳細は既に述べた実施の形態を参照されたい。また、以下の実施の形態及び図10から図16(a)及び(b)においては、既に述べた実施の形態で用いたと同一に符号を用い、その詳細な説明を省略することから、その詳細に関しては、同様に既に述べた実施の形態を参照されたい。   Various embodiments based on the structural characteristics of the wafer 13 will be described below with reference to FIGS. 10 to 16A and 16B. Here, the elastic materials 12 and 22, the support member 11, the acoustic sensor 15 or the vibration unit 19 shown in FIGS. 10 to 16A and 16B are provided in the wafer crack detection apparatus shown in FIG. Therefore, for details of the apparatus, refer to the above-described embodiment. In the following embodiments and FIGS. 10 to 16A and 16B, the same reference numerals are used as in the above-described embodiments, and detailed descriptions thereof are omitted. Regarding the above, reference is also made to the embodiment already described.

図10に示される実施の形態では、ウェーハ13は、その裏面13B側が弾性素材12を介して音響センサ15に接触するように音響センサ15上に載置され、その表面13Aの側の周辺領域13−2が弾性素材12を介して支柱部材11に接触されてウェーハ13に適度な支持圧が付されて移動不能に支持されている。そして、このウェーハ13には、その裏面13Bの側に配置された加振部19(図示せず)から矢印で示すように上方に向けて加振圧が与えられてウェーハ13に振動が与えられる。このウェーハ13の加振によって既に説明したと同様にウェーハ13のクラックの有無が検出される。   In the embodiment shown in FIG. 10, the wafer 13 is placed on the acoustic sensor 15 so that the back surface 13B side thereof contacts the acoustic sensor 15 via the elastic material 12, and the peripheral region 13 on the front surface 13A side. -2 is brought into contact with the support member 11 via the elastic material 12, and an appropriate support pressure is applied to the wafer 13 so that the wafer 13 is supported so as not to move. Then, an excitation pressure is applied to the wafer 13 upwardly as indicated by an arrow from an excitation unit 19 (not shown) arranged on the back surface 13B side, so that the wafer 13 is vibrated. . The presence or absence of cracks in the wafer 13 is detected by the vibration of the wafer 13 as described above.

尚、図10における支持構造においては、支柱部材11からウェーハ13に与えられる支持圧はウェーハ13自体に生じているクラックを拡大しないように最適な支持圧に調整されることが好ましい。また、加振部19は、ウェーハ13の裏面13Bの側から加振することから、加振部19の落下による加振を採用することはできず、バネ等の手段によって加振部19を衝突させる等の構造或いは既に述べた圧電アクチュエータ等の電気機械的な加振素子で構成することができる。更に、図10における支持構造においては、ウェーハ13の自重のみで音響センサ15がウェーハ13を支持することが可能で、加振がウェーハ13の移動を生じさせない場合には、支柱部材11が設けられなくとも良い。この構造では、外部からの振動でウェーハ13が音響センサ15から外れて落下する虞があることから、図1に示す位置決めピン14が設けられ、ウェーハ13の音響センサ15上での移動が阻止されることが好ましい。更に、位置決めピン14と共に或いは位置決めピン14に代えて、ウェーハ13のずれ或いは傾きを防止する為に、ウェーハ13の側面或いは裏面に非接触のストッパーを設けても良い。   In the support structure shown in FIG. 10, it is preferable that the support pressure applied from the support member 11 to the wafer 13 is adjusted to an optimum support pressure so as not to expand cracks generated in the wafer 13 itself. Further, since the vibration unit 19 vibrates from the back surface 13B side of the wafer 13, it is not possible to employ vibration due to the drop of the vibration unit 19, and the vibration unit 19 collides with a means such as a spring. It can be configured by an electromechanical vibration element such as a piezoelectric actuator or the like described above. Furthermore, in the support structure in FIG. 10, when the acoustic sensor 15 can support the wafer 13 only by its own weight and the vibration does not cause the wafer 13 to move, the support member 11 is provided. Not necessary. In this structure, the wafer 13 may fall off the acoustic sensor 15 due to vibration from the outside, so that the positioning pins 14 shown in FIG. 1 are provided to prevent the wafer 13 from moving on the acoustic sensor 15. It is preferable. Further, a non-contact stopper may be provided on the side surface or the back surface of the wafer 13 in order to prevent the wafer 13 from being displaced or inclined together with or in place of the positioning pin 14.

図10に示された保持加振構造では、音響センサ15がウェーハ13の裏面13B側の中央領域に配置されているが、図11に示されるように支柱部材11に対向するように音響センサ15が配置されてもよい。この図11における保持加振構造では、一例として3つの音響センサ15上に弾性素材12を介してウェーハ13が載置され、この3つの音響センサ15の端面に対向するように支柱部材11が弾性素材12を介してウェーハ13に接触され、このウェーハ13を3点支持するように音響センサ15及び支柱部材11が配置される。この配置構造においてもウェーハ13に与えられる保持力(支持力)は、好ましくは、加振の際にあってもウェーハ13中に生じているクラックを拡大しないように調整されている。この観点から音響センサ15及び支柱部材11がウェーハ13を支持する端面は、略同型同面積に形成されていることが好ましい。   In the holding vibration structure shown in FIG. 10, the acoustic sensor 15 is disposed in the central region on the back surface 13 </ b> B side of the wafer 13, but as shown in FIG. 11, the acoustic sensor 15 is opposed to the column member 11. May be arranged. In the holding vibration structure in FIG. 11, as an example, a wafer 13 is placed on three acoustic sensors 15 via an elastic material 12, and the column member 11 is elastic so as to face the end surfaces of the three acoustic sensors 15. The acoustic sensor 15 and the column member 11 are arranged so as to be in contact with the wafer 13 through the material 12 and to support the wafer 13 at three points. Also in this arrangement structure, the holding force (supporting force) applied to the wafer 13 is preferably adjusted so as not to expand cracks generated in the wafer 13 even during vibration. From this viewpoint, it is preferable that the end surfaces on which the acoustic sensor 15 and the column member 11 support the wafer 13 are formed to have substantially the same shape and the same area.

尚、図11に示される保持加振構造では、複数の音響センサ15にウェーハ13が載置されているが、少なくとも1つの音響センサ15及び音響センサ15に代えた音響センサ15と略同型の載置用の支持体(図示せず)がウェーハ13の下方に配置され、ウェーハ13が少なくとも1つの音響センサ15及びこの載置用の支持体(図示せず)に弾性素材12を介して載置されても良い。音響センサ15は、ウェーハ13のクラック検出に最適な数が最適に位置に配置されることが好ましい。また、図11に示される保持加振構造では、ウェーハ13の下方からウェーハ13を加振することによって既に説明したと同様にウェーハ13のクラックの有無が検出される。更に、図11における支持構造においても、ウェーハ13の自重のみで音響センサ15がウェーハ13を支持することが可能で、加振がウェーハ13の移動を生じさせない場合には、表面13A側の支柱部材11が設けられなくとも良い。この構造では、外部からの振動でウェーハ13が音響センサ15から外れて落下する虞があることから、同様に図1に示す位置決めピン14が設けられ、ウェーハ13の音響センサ15上での移動が阻止されることが好ましい。更に、位置決めピン14と共に或いは位置決めピン14に代えて、ウェーハ13のずれ或いは傾きを防止する為に、ウェーハ13の側面或いは裏面に非接触のストッパーを同様に設けても良い。   In the holding vibration structure shown in FIG. 11, the wafer 13 is placed on the plurality of acoustic sensors 15. However, the mounting is substantially the same type as the acoustic sensor 15 that replaces at least one acoustic sensor 15 and the acoustic sensor 15. A mounting support (not shown) is disposed below the wafer 13, and the wafer 13 is placed on the at least one acoustic sensor 15 and the mounting support (not shown) via the elastic material 12. May be. It is preferable that the acoustic sensor 15 is optimally arranged at the optimum position for detecting cracks in the wafer 13. Further, in the holding vibration structure shown in FIG. 11, the presence or absence of cracks in the wafer 13 is detected in the same manner as described above by vibrating the wafer 13 from below the wafer 13. Further, also in the support structure in FIG. 11, when the acoustic sensor 15 can support the wafer 13 only by its own weight and the vibration does not cause the movement of the wafer 13, the support member on the surface 13 </ b> A side. 11 may not be provided. In this structure, since the wafer 13 may fall off the acoustic sensor 15 due to external vibration, the positioning pin 14 shown in FIG. 1 is similarly provided, and the movement of the wafer 13 on the acoustic sensor 15 is performed. It is preferably prevented. Further, a non-contact stopper may be similarly provided on the side surface or the back surface of the wafer 13 in order to prevent the wafer 13 from being displaced or inclined together with or in place of the positioning pin 14.

図10及び図11においては、ウェーハ13を保持(支持)する支柱部材11がウェーハ表面13Aの側の周辺領域13−2に弾性素材12を介して接触され、音響センサ15がウェーハ裏面13Bの周辺領域に配置されているが、図12に示すようにウェーハ13の側端面13Cが対向する音響センサ15に弾性素材12を介して圧接され、対向する音響センサ15間に支持されても良い。図12に示される圧接支持構造にあっては、対向する音響センサ15でウェーハ13を支持するに代えて、例えば3つの音響センサ15がウェーハ13の側端面13Cの周囲3点で弾性素材12を介して接触され、ウェーハ13を圧接支持しても良い。   10 and 11, the support member 11 that holds (supports) the wafer 13 is brought into contact with the peripheral region 13-2 on the wafer surface 13A side through the elastic material 12, and the acoustic sensor 15 is provided around the wafer back surface 13B. Although arranged in the region, as shown in FIG. 12, the side end surface 13 </ b> C of the wafer 13 may be pressed against the opposing acoustic sensor 15 via the elastic material 12 and supported between the opposing acoustic sensors 15. In the press-contact support structure shown in FIG. 12, instead of supporting the wafer 13 with the opposing acoustic sensor 15, for example, the three acoustic sensors 15 hold the elastic material 12 at three points around the side end surface 13 </ b> C of the wafer 13. The wafer 13 may be supported by pressure contact.

図12の保持構造(支持構造)では、音響センサ15の端部は、平坦に形成され、この平坦部に設けた平坦な弾性素材12でウェーハ13を圧接支持しているが、図13に示されるように音響センサ15の端部がウェーハ13の側端を受け入れ可能な凹部に形成され、この凹部内に設けた弾性素材12の弾性層で図12と同様にウェーハ13を圧接支持しても良い。また、図14に示されるように音響センサ15の端部には、ウェーハ13の裏面13Bの周辺及びその側端を接触支持可能なように段部(ステップ)に形成され、この段部(ステップ)内に設けた弾性素材12のL字型の弾性層で音響センサ15が図12と同様にウェーハ13を圧接支持しても良い。   In the holding structure (support structure) in FIG. 12, the end of the acoustic sensor 15 is formed flat, and the wafer 13 is pressed and supported by the flat elastic material 12 provided on the flat portion. As shown in FIG. 12, the end of the acoustic sensor 15 is formed in a recess capable of receiving the side end of the wafer 13, and the elastic layer of the elastic material 12 provided in the recess can support the wafer 13 in pressure contact as in FIG. good. Further, as shown in FIG. 14, the acoustic sensor 15 has an end portion formed on a step portion so that the periphery and the side end of the back surface 13B of the wafer 13 can be contacted and supported. The acoustic sensor 15 may press and support the wafer 13 in the same manner as in FIG. 12 by an L-shaped elastic layer of the elastic material 12 provided inside.

図12から図14に示す保持構造(支持構造)の説明では、加振に関しての説明を省略しているが、既に図10を参照して説明したように下方から加振すれば、既に説明したと同様に音響センサ15で音響振動が検出されてウェーハ13のクラックの有無が検出される。   In the description of the holding structure (supporting structure) shown in FIGS. 12 to 14, the explanation about the vibration is omitted, but if it is vibrated from below as already explained with reference to FIG. 10, it has already been explained. Similarly, acoustic vibration is detected by the acoustic sensor 15 and the presence or absence of cracks in the wafer 13 is detected.

尚、図12から図14に示す保持構造(支持構造)では、少なくとも1つの音響センサ15及び音響センサ15に代えた支持部11でウェーハ13が保持され、1つの音響センサ15で音響振動が検出されてウェーハ13のクラックの有無が検出されても良い。ここで、図9に示すような円盤形状を有し、その一部が直線的に切欠された切欠部13Dを有するウェーハ13にあっては、この切欠部13Dの直線状端部に少なくとも1つの音響センサ15が音響振動検出の為に接触されることが好ましい。また、図12から図14に示す保持構造(支持構造)おいて、全ての音響センサ15に代えた支持部11でウェーハ13が保持され、別途ウェーハ13の振動を検出する音響センサ15が図10或いは図11と同様に配置されてこの独立に設けられた音響センサ15で音響振動が検出されてウェーハ13のクラックの有無が検出されても良い。   In the holding structure (support structure) shown in FIGS. 12 to 14, the wafer 13 is held by at least one acoustic sensor 15 and the support portion 11 in place of the acoustic sensor 15, and the acoustic vibration is detected by one acoustic sensor 15. Then, the presence or absence of cracks in the wafer 13 may be detected. Here, in the wafer 13 having a disc shape as shown in FIG. 9 and having a cutout portion 13D partially cut out linearly, at least one linear end portion of the cutout portion 13D is provided. The acoustic sensor 15 is preferably contacted for acoustic vibration detection. Further, in the holding structure (support structure) shown in FIGS. 12 to 14, the wafer 13 is held by the support portion 11 in place of all the acoustic sensors 15, and the acoustic sensor 15 for separately detecting the vibration of the wafer 13 is shown in FIG. Alternatively, the presence or absence of cracks in the wafer 13 may be detected by detecting acoustic vibration by the acoustic sensor 15 that is arranged in the same manner as in FIG.

図10〜図14の保持加振構造では、ウェーハ13の表面13Aの側が上方に向けられていることを前提としているが、ウェーハ13の裏面13Bの側が上方に向けられ、回路素子が形成されているウェーハ13の表面13Aの側が下方に向けられても良い。そして、このウェーハ13の裏面13Bの側(ウェーハ13の上方側)からウェーハ13が加振部19によって加振され、ウェーハ13の側端に設けた音響センサ15から音響振動が検出されても良い。   10 to 14, it is assumed that the surface 13A side of the wafer 13 is directed upward, but the back surface 13B side of the wafer 13 is directed upward to form a circuit element. The surface 13A side of the wafer 13 may be directed downward. Then, the wafer 13 may be vibrated by the vibration unit 19 from the back surface 13B side (the upper side of the wafer 13) of the wafer 13 and the acoustic vibration may be detected from the acoustic sensor 15 provided at the side edge of the wafer 13. .

また、図15に示すように、ウェーハ13の側端が一例として3つの支持部材41で3点支持され、ウェーハ13の裏面13Bの側(ウェーハ13の上方側)からウェーハ13が加振部19によって加振され、音響振動が検出されても良い。ウェーハ13の裏面13Bの側(ウェーハ13の上方側)からウェーハ13が加振される場合には、図1を参照して説明したように加振部19が落下されてウェーハ13を加振させることができる。   Further, as shown in FIG. 15, the side edge of the wafer 13 is supported at three points by three support members 41 as an example, and the wafer 13 is vibrated from the back surface 13B side (the upper side of the wafer 13) of the wafer 13. The acoustic vibration may be detected. When the wafer 13 is vibrated from the back surface 13B side (the upper side of the wafer 13) of the wafer 13, the vibration unit 19 is dropped to vibrate the wafer 13 as described with reference to FIG. be able to.

更に他の実施の形態として図16(a)及び(b)に示すように音響センサ15の上部に支持材31が追加され、この支持材31上にウェーハ13が載置されても良い。図16に示す保持構造では、支持材31は、一例としてリング状の保持接触部31Aを有し、このリング状の保持接触部31Aが支柱部31Bで支持されて音響センサ15の上部に固定されている。ウェーハ13の裏面13Bが保持接触部31Aに接触された状態でウェーハ13の裏面13Bの側からウェーハ13が加振される。ウェーハ13が保持接触部31A上から移動しないように加振圧が調整されて加振部19(図示せず)からウェーハ13に加振圧が与えられることが好ましい。この加振によってウェーハ13に生ずる音響振動は、支持材31を介して音響センサ15に伝達されて音響振動がこの音響センサ15で検出される。図16(a)及び(b)に示す支持材31の保持接触部31Aは、リング状に限らず他の形状、例えば、矩形状或いは凹面状であってもよく、また、支持材31が保持接触部31Aを備えず、複数の支持材31の延出端が自由端に形成され、この複数の自由端上にウェーハ13が載置されても良い。支柱材11が細い場合は、少なくとも3本の支持材31が用意されることによってこの3本の支持材31の自由端でウェーハ13を支持することができる。支持材31は、ウェーハ13を3点支持する為の3本に限らず、3本以上であれば、安定してウェーハ13を支持することができる。   As another embodiment, as shown in FIGS. 16A and 16B, a support material 31 may be added to the upper portion of the acoustic sensor 15, and the wafer 13 may be placed on the support material 31. In the holding structure shown in FIG. 16, the support member 31 has a ring-shaped holding contact portion 31 </ b> A as an example, and this ring-shaped holding contact portion 31 </ b> A is supported by the support column portion 31 </ b> B and fixed to the upper portion of the acoustic sensor 15. ing. The wafer 13 is vibrated from the back surface 13B side of the wafer 13 with the back surface 13B of the wafer 13 in contact with the holding contact portion 31A. It is preferable that the excitation pressure is adjusted so that the wafer 13 does not move from above the holding contact portion 31 </ b> A, and the excitation pressure is applied to the wafer 13 from the excitation portion 19 (not shown). The acoustic vibration generated in the wafer 13 by this vibration is transmitted to the acoustic sensor 15 via the support member 31, and the acoustic vibration is detected by the acoustic sensor 15. The holding contact portion 31A of the support member 31 shown in FIGS. 16A and 16B is not limited to a ring shape, and may have another shape, for example, a rectangular shape or a concave shape. 31 A of contact parts are not provided, but the extended end of the some support material 31 may be formed in a free end, and the wafer 13 may be mounted on this some free end. When the support material 11 is thin, the wafer 13 can be supported by the free ends of the three support materials 31 by preparing at least three support materials 31. The support material 31 is not limited to three for supporting the wafer 13 at three points, and can support the wafer 13 stably as long as it is three or more.

図1から図16の説明において、弾性素材12、22が支柱部材11或いは音響センサ15とウェーハ13との間に設けられる例について説明したが、ウェーハ13の裏面13B側あるいは周辺領域13−2部分に多少の傷等が生じても支障がない場合には、この弾性素材12、22は、省略されても良い。音響センサ15及びウェーハ13が共に十分な平坦性を有し、これらの間にほとんど空気層を有すること無く密着していれば、ウェーハ13に発生した音響信号は十分に効率よく音響センサ15に伝わるので、振動を効率よく電圧信号に変換することが可能である。   In the description of FIGS. 1 to 16, the example in which the elastic materials 12 and 22 are provided between the support member 11 or the acoustic sensor 15 and the wafer 13 has been described. However, the back surface 13B side of the wafer 13 or the peripheral region 13-2 portion. The elastic materials 12 and 22 may be omitted if there is no problem even if some scratches are generated. If the acoustic sensor 15 and the wafer 13 are both sufficiently flat and are in close contact with each other with almost no air layer, the acoustic signal generated on the wafer 13 is transmitted to the acoustic sensor 15 with sufficient efficiency. Therefore, vibration can be efficiently converted into a voltage signal.

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。   Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. In such a case, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

10…ベース、11…支柱部材、12,22…弾性素材、13…ウェーハ、14…位置決めピン、15,151,152…音響センサ、17…支持アーム、18…移動機構、19…加振部、20…支持アーム、21…移動機構、23…増幅部、24…信号処理部、25…判定部、26…真空吸着パッド。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base, 11 ... Supporting member, 12, 22 ... Elastic material, 13 ... Wafer, 14 ... Positioning pin, 15, 151, 152 ... Acoustic sensor, 17 ... Support arm, 18 ... Moving mechanism, 19 ... Excitation part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Support arm, 21 ... Moving mechanism, 23 ... Amplifying part, 24 ... Signal processing part, 25 ... Determination part, 26 ... Vacuum suction pad.

Claims (28)

ウェーハに当接され、前記ウェーハに伝わる振動波形を検出する音響センサと、
前記音響センサを含むウェーハ保持手段と、
前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して加振部が設けられた加振手段と、
この加振手段の加振部が前記ウェーハの少なくとも一方の面を加振した状態で、前記音響センサで検出された振動波形から前記ウェーハがクラックを有することを示す周波数を抽出する信号処理手段と、
この信号処理手段の抽出情報に基づいて前記ウェーハのクラックの有無を検出する判定手段と、
を具備することを特徴とするウェーハのクラック検出装置。
An acoustic sensor that is in contact with the wafer and detects a vibration waveform transmitted to the wafer;
Wafer holding means including the acoustic sensor;
A vibration means provided with a vibration unit for at least one surface of the wafer;
Signal processing means for extracting a frequency indicating that the wafer has a crack from a vibration waveform detected by the acoustic sensor in a state where the vibration unit of the vibration means vibrates at least one surface of the wafer; ,
Determination means for detecting the presence or absence of cracks in the wafer based on the extraction information of the signal processing means;
A crack detection apparatus for a wafer, comprising:
前記音響センサを含むウェーハ保持手段が、前記ウェーハの半導体が形成されていない面、及び/又は、前記ウェーハ周辺の半導体が正常に形成されていない部分にのみ当接することを特徴とする請求項1記載のウェーハのクラック検出装置。   2. The wafer holding means including the acoustic sensor abuts only on a surface of the wafer where the semiconductor is not formed and / or a portion where the semiconductor around the wafer is not formed normally. The crack detection apparatus of the wafer as described. 前記音響センサを含むウェーハ保持手段と前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることを特徴とする請求項1又は2記載のウェーハのクラック検出装置。   3. The crack detection of a wafer according to claim 1, wherein an elastic material is interposed between at least one of the wafer holding means including the acoustic sensor and the wafer, and between the excitation unit and the wafer. apparatus. さらに、前記ウェーハのクラック判定位置において、該ウェーハの周囲に当接して位置決めするウェーハ位置決め手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載のウェーハのクラック検出装置。   3. The wafer crack detection device according to claim 1, further comprising wafer positioning means for positioning in contact with the periphery of the wafer at a crack determination position of the wafer. 前記音響センサを含むウェーハ保持手段の少なくとも一部が、前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して昇降自在に設けられることを特徴とする請求項1又は2記載のウェーハのクラック検出装置。   3. The wafer crack detection apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the wafer holding means including the acoustic sensor is provided so as to be movable up and down with respect to at least one surface of the wafer. 前記加振手段は、前記加振部の加振方向と直交する方向に移動調整自在に設けられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載のウェーハのクラック検出装置。   6. The wafer crack detection device according to claim 1, wherein the vibration means is provided so as to be movable and adjustable in a direction orthogonal to a vibration direction of the vibration unit. 前記音響センサを含むウェーハ保持手段は、前記ウェーハの中心部位に配置されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載のウェーハのクラック検出装置。   7. The wafer crack detection apparatus according to claim 1, wherein the wafer holding means including the acoustic sensor is disposed at a central portion of the wafer. 前記加振手段の加振部は、前記ウェーハの少なくとも一方の面において、前記音響センサを含むウェーハ保持手段の当接位置よりも端側を加振することを特徴とする請求項7記載のウェーハのクラック検出装置。   8. The wafer according to claim 7, wherein the vibration unit of the vibration unit vibrates an end side of at least one surface of the wafer with respect to a contact position of the wafer holding unit including the acoustic sensor. Crack detection device. 前記弾性素材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか記載のウェーハのクラック検出装置。   9. The wafer crack detection apparatus according to claim 1, wherein the elastic material is silicon rubber. 前記音響センサは、AEセンサであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載のウェーハのクラック検出装置。   10. The wafer crack detection apparatus according to claim 1, wherein the acoustic sensor is an AE sensor. 前記AEセンサは、共振周波数がクラックを示す周波数に対応して設定されていることを特徴とする請求項10記載のウェーハのクラック検出装置。   11. The wafer crack detection apparatus according to claim 10, wherein the AE sensor has a resonance frequency set corresponding to a frequency indicating a crack. 判定手段は、時間波形が一定時間内に閾値を超えた回数で判定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか記載のウェーハのクラック検出装置。   12. The wafer crack detection apparatus according to claim 1, wherein the determination means determines the number of times that the time waveform exceeds a threshold value within a predetermined time. 音響センサを含むウェーハ保持手段によってウェーハを保持するウェーハ保持ステップと、
前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して加振部によって加振する加振ステップと、
この加振ステップで前記ウェーハに振動を加えた状態で、前記音響センサで前記ウェーハに伝わる振動波形を検出し、その振動波形から前記ウェーハがクラックを有することを示す周波数を抽出し、その抽出情報に基づいて前記ウェーハのクラックの有無を検出する判定ステップと、
を具備することを特徴とするウェーハのクラック検出方法。
A wafer holding step of holding the wafer by a wafer holding means including an acoustic sensor;
An excitation step of exciting the at least one surface of the wafer by an excitation unit;
In this vibration step, with the vibration applied to the wafer, the acoustic sensor detects a vibration waveform transmitted to the wafer, extracts a frequency indicating that the wafer has a crack from the vibration waveform, and extracts the information. A determination step for detecting the presence or absence of cracks in the wafer based on:
A method for detecting cracks in a wafer, comprising:
前記ウェーハ保持ステップにおいて、前記音響センサを含むウェーハ保持手段が、ウェーハの半導体が形成されていない面、及び/又は、前記ウェーハ周辺の半導体が正常に形成されていない部分にのみ当接することを特徴とする請求項13記載のウェーハのクラック検出方法。   In the wafer holding step, the wafer holding means including the acoustic sensor contacts only a surface of the wafer where the semiconductor is not formed and / or a portion where the semiconductor around the wafer is not formed normally. A method for detecting cracks in a wafer according to claim 13. 前記音響センサを含むウェーハ保持手段と前記ウェーハの間、前記加振部と前記ウェーハの間の、少なくとも一つにおいて弾性素材を介在させることを特徴とする請求項13又は14記載のウェーハのクラック検出方法。   The crack detection of a wafer according to claim 13 or 14, wherein an elastic material is interposed between at least one of the wafer holding means including the acoustic sensor and the wafer, and between the excitation unit and the wafer. Method. 前記ウェーハ保持ステップにおいて、前記ウェーハは、保持位置で面方向が位置決めされることを特徴とする請求項13又は14記載のウェーハのクラック検出方法。   15. The method for detecting cracks in a wafer according to claim 13, wherein in the wafer holding step, a surface direction of the wafer is positioned at a holding position. 前記ウェーハ保持ステップにおいて、前記音響センサを含むウェーハ保持手段の少なくとも一部を、前記ウェーハの少なくとも一方の面に対して昇降させて位置調整することを特徴とする請求項13又は14記載のウェーハのクラック検出方法。   15. The wafer according to claim 13, wherein in the wafer holding step, at least a part of the wafer holding means including the acoustic sensor is moved up and down relative to at least one surface of the wafer. Crack detection method. 前記加振ステップにおいて、前記加振部を加振方向と直交する方向に移動調整することを特徴とする請求項13乃至17のいずれか記載のウェーハのクラック検出方法。   18. The wafer crack detection method according to claim 13, wherein in the vibration step, the vibration part is moved and adjusted in a direction orthogonal to the vibration direction. 前記音響センサの測定位置は、前記ウェーハの中心部位であることを特徴とする請求項13乃至18のいずれか記載のウェーハのクラック検出方法。   19. The wafer crack detection method according to claim 13, wherein the measurement position of the acoustic sensor is a central portion of the wafer. 前記加振ステップにおける加振位置は、前記ウェーハの少なくとも一方の面において、前記音響センサの当接位置よりも端側であることを特徴とする請求項19記載のウェーハのクラック検出方法。   20. The method for detecting a crack in a wafer according to claim 19, wherein the vibration position in the vibration step is on an end side of the contact position of the acoustic sensor on at least one surface of the wafer. 前記弾性素材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項13乃至20のいずれか記載のウェーハのクラック検出方法。   21. The method for detecting cracks in a wafer according to claim 13, wherein the elastic material is silicon rubber. 前記音響センサは、AEセンサであることを特徴とする請求項13乃至21のいずれか記載のウェーハのクラック検出方法。   22. The method for detecting cracks in a wafer according to claim 13, wherein the acoustic sensor is an AE sensor. 前記AEセンサは、共振周波数がクラックを示す周波数に対応して設定されていることを特徴とする請求項22記載のウェーハのクラック検出方法。   23. The wafer crack detection method according to claim 22, wherein the AE sensor has a resonance frequency set corresponding to a frequency indicating a crack. 判定ステップにおいて、時間波形が一定時間内に閾値を超えた回数で判定することを特徴とする請求項13乃至23のいずれか記載のウェーハのクラック検出方法。   24. The method for detecting cracks in a wafer according to any one of claims 13 to 23, wherein in the determination step, the determination is made by the number of times that the time waveform exceeds a threshold value within a predetermined time. ウェーハに半導体を生成して太陽電池或いは半導体素子を製造する装置であって、前記請求項1乃至12のウェーハのクラック検出装置によるクラック検出を含むことを特徴とする太陽電池或いは半導体素子の製造装置。   An apparatus for producing a solar cell or a semiconductor element by producing a semiconductor on a wafer, comprising the detection of a crack by the crack detection apparatus for a wafer according to claim 1 to 12, wherein the apparatus for producing a solar cell or a semiconductor element is provided. . ウェーハに半導体を生成して太陽電池或いは半導体素子を製造する方法であって、前記請求項13乃至24のウェーハのクラック検出方法によるクラック検出を含むことを特徴とする太陽電池或いは半導体素子の製造方法。   A method for producing a solar cell or a semiconductor element by producing a semiconductor on a wafer, comprising the detection of a crack by the crack detection method for a wafer according to any one of claims 13 to 24. . ウェーハに半導体が生成されて製造された太陽電池或いは半導体素子であって、前記請求項1乃至12のウェーハのクラック検出装置によるクラック検出が製造工程中に行われることを特徴とする太陽電池或いは半導体素子。   A solar cell or a semiconductor element manufactured by producing a semiconductor on a wafer, wherein the crack detection by the wafer crack detection device according to claim 1 is performed during a manufacturing process. element. ウェーハに半導体が生成されて製造された太陽電池或いは半導体素子であって、前記請求項13乃至24のウェーハのクラック検出方法によるクラック検出が製造工程中に行われることを特徴とする太陽電池或いは半導体素子。   25. A solar cell or a semiconductor element manufactured by producing a semiconductor on a wafer, wherein the crack detection by the method for detecting a crack of a wafer according to claim 13 to 24 is performed during the manufacturing process. element.
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