JP2013124196A - Method for inspecting adhesion state of seed crystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は種結晶の接着状態の検査方法に関するものである。 The present invention relates to a method for inspecting the adhesion state of a seed crystal.
特開2008−110913号公報によれば、単結晶の成長において、種結晶と種結晶支持部とを接着させる際の接着不良が原因で発生するマクロ欠陥を抑制することを目的とした方法が開示されている。この方法によれば、まず、接着剤を介して種結晶と種結晶支持部とが当接され、この状態で一回目の熱処理により接着剤が乾燥・硬化させられる。二回目の熱処理により接着剤が炭化させられる。そして、種結晶を通して接着剤の炭化層を観察して得られる反射光の明暗に基づいて固定状態の良否が判別される。 According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-110913, there is disclosed a method aimed at suppressing macro defects generated due to poor adhesion when a seed crystal and a seed crystal support are bonded in the growth of a single crystal. Has been. According to this method, first, the seed crystal and the seed crystal support are brought into contact with each other through the adhesive, and in this state, the adhesive is dried and cured by the first heat treatment. The adhesive is carbonized by the second heat treatment. Then, the quality of the fixed state is determined based on the brightness of the reflected light obtained by observing the carbonized layer of the adhesive through the seed crystal.
種結晶を接着している接着層の不良として最も重大なのはボイドの存在である。よって種結晶の接着状態の検査においては、ボイドを精度よく検知することが求められる。しかしながら上記公報の技術のように種結晶の接着状態が反射光の明暗に基づいて判別される場合、反射光の明暗がボイド以外の要因に大きく左右されることから、ボイドの検知の精度が十分に高くなかった。よって種結晶の接着状態を精度よく検査することができなかった。 The most serious defect of the adhesive layer adhering the seed crystal is the presence of voids. Therefore, in the inspection of the adhesion state of the seed crystal, it is required to detect the void with high accuracy. However, when the adhesion state of the seed crystal is determined based on the brightness of the reflected light as in the technique of the above publication, the brightness of the reflected light is greatly influenced by factors other than the void, so that the accuracy of detecting the void is sufficient. It was not expensive. Therefore, the adhesion state of the seed crystal could not be inspected with high accuracy.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、種結晶の接着状態の、精度の高い検査方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly accurate inspection method for the adhesion state of a seed crystal.
本発明の種結晶の接着状態の検査方法は、種結晶の接着状態の検査方法であって、次の工程を有する。種結晶と、種結晶を接着している接着層と、接着層によって種結晶が接着されている支持部とを有する被検査物が準備される。種結晶および支持部のいずれかを透過して接着層に至るように、被検査物の被検査面へ超音波が照射される。被検査面における、超音波の反射波の減衰定数の分布が算出される。 The inspection method for the adhesion state of the seed crystal of the present invention is a method for inspecting the adhesion state of the seed crystal, and includes the following steps. An object to be inspected having a seed crystal, an adhesive layer to which the seed crystal is bonded, and a support portion to which the seed crystal is bonded by the adhesive layer is prepared. Ultrasonic waves are applied to the surface to be inspected so as to pass through either the seed crystal or the support and reach the adhesive layer. The distribution of the attenuation constant of the reflected wave of the ultrasonic wave on the surface to be inspected is calculated.
この検査方法によれば、超音波の反射波の減衰定数が接着層中のボイドに起因して減少することを検知することにより、ボイドの存在を精度よく把握することができる。よって種結晶の接着状態を精度よく検査することができる。 According to this inspection method, it is possible to accurately grasp the presence of a void by detecting that the attenuation constant of the reflected wave of the ultrasonic wave decreases due to the void in the adhesive layer. Therefore, the adhesion state of the seed crystal can be inspected with high accuracy.
好ましくは上記の検査方法において、被検査面において、減衰定数が所定の閾値の範囲内となる部分の割合が算出される。これにより、検査結果を定量化することができる。 Preferably, in the inspection method described above, the ratio of the portion of the surface to be inspected whose attenuation constant is within a predetermined threshold range is calculated. Thereby, a test result can be quantified.
好ましくは種結晶は炭化珪素から作られている。炭化珪素から作られた種結晶は接着層中のボイドの影響を特に受けやすいことから、本発明の検査方法が特に適している。 Preferably the seed crystal is made of silicon carbide. Since the seed crystal made of silicon carbide is particularly susceptible to voids in the adhesive layer, the inspection method of the present invention is particularly suitable.
好ましくは接着層は、C系またはSiC系接着剤を用いて作られた層を含む。これらの接着剤を用いた場合にはボイドが特に発生しやすい。よってボイドを精度よく把握することができる本発明の検査方法により、高い精度での検査が可能である。 Preferably, the adhesive layer includes a layer made using a C-based or SiC-based adhesive. When these adhesives are used, voids are particularly likely to occur. Therefore, inspection with high accuracy is possible by the inspection method of the present invention that can accurately grasp voids.
好ましくは超音波の周波数は10MHz以上100MHz以下である。周波数が低過ぎると、被検査物の被検査面から侵入した超音波が反対面にまで到達する割合が高くなり、この反対面からの反射波の影響に起因して、検査精度が低下する。よって周波数は10MHz以上であることが好ましい。周波数が高過ぎると、被検査物中での超音波の減衰が大きくなり過ぎることで、接着層からの反射波の強度が過度に小さくなってしまう。このため検査精度が低下する。よって周波数は100MHz以下が好ましい。 Preferably, the ultrasonic frequency is 10 MHz or more and 100 MHz or less. If the frequency is too low, the rate at which the ultrasonic waves that have entered from the inspection surface of the inspection object reach the opposite surface increases, and the inspection accuracy decreases due to the influence of the reflected wave from the opposite surface. Therefore, the frequency is preferably 10 MHz or more. If the frequency is too high, the intensity of the reflected wave from the adhesive layer becomes excessively small due to excessive attenuation of the ultrasonic wave in the inspection object. For this reason, inspection accuracy falls. Therefore, the frequency is preferably 100 MHz or less.
上述したように本発明によれば、種結晶の接着状態を精度よく検査することができる。 As described above, according to the present invention, the adhesion state of the seed crystal can be accurately inspected.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお結晶学的な記載に関して、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示している。また、負の指数については、”−”(バー)を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For crystallographic description, individual planes are indicated by () and aggregate planes are indicated by {}. As for a negative index, “−” (bar) is attached on the number, but in this specification, a negative sign is attached before the number.
(被検査物の準備)
はじめに、本実施の形態における検査方法によって検査される被検査物IS(図3)を準備する方法について説明する。被検査物ISは、詳しくは後述するが、種結晶11と、種結晶11を接着している接着層30と、接着層30によって種結晶11が接着されている支持部41とを有するものである。
(Preparation of inspection object)
First, a method for preparing an inspection object IS (FIG. 3) to be inspected by the inspection method in the present embodiment will be described. The inspected object IS includes a
図1を参照して、種結晶11が準備される。種結晶11は、その上に単結晶が成長することになる面である表面(図中、下面)と、支持部41(図1において図示せず)に取り付けられることになる面である裏面(図中、上面)とを有する。種結晶11は、単結晶構造を有する炭化珪素(SiC)からなる。種結晶11の厚さ(図中、縦方向の寸法)は、たとえば0.5mm以上10mm以下である。また種結晶11の平面形状は、直径100mmの円を包含していることが好ましい。また種結晶の面方位の{0001}面からのオフ角度(傾き)、すなわち(0001)面または(000−1)面からのオフ角度は、15°以下が好ましく、5°以下がより好ましい。
Referring to FIG. 1,
好ましくは、種結晶11の裏面の表面粗さをより大きくする加工が行われる。この加工は、十分に大きな粒径を有する砥粒を用いて裏面を研磨することによって行われ得る。砥粒の粒度分布は、好ましくは16μm以上の成分を有する。砥粒の平均粒径は、好ましくは5μm以上50μm以下であり、より好ましくは10μm以上30μm以下であり、さらに好ましくは12〜25μmである。
Preferably, processing for increasing the surface roughness of the back surface of the
より好ましくは、上記の砥粒はダイヤモンドから作られている。また好ましくは、上記の砥粒はスラリー中に分散されて用いられる。よって上記の研磨は、たとえば、ダイヤモンドスラリーを用いて行われ得る。 More preferably, the abrasive is made from diamond. Preferably, the abrasive grains are used by being dispersed in a slurry. Therefore, the above polishing can be performed using, for example, a diamond slurry.
なお種結晶11の裏面の表面粗さをより大きくする工程を行う代わりに、最初から十分に大きな表面粗さを有する裏面を形成し、この裏面を研磨することなく用いてもよい。具体的には、ワイヤソーによるスライスによって形成された種結晶11の裏面を、研磨することなく用いてもよい。すなわち裏面として、スライスによって形成されかつその後に研磨されていない面であるアズスライス面を用いてもよい。好ましくはワイヤソーによるスライスにおいて、上述した砥粒が用いられる。
Instead of performing the step of increasing the surface roughness of the back surface of the
次に種結晶11の裏面上に、炭素を含有する被覆膜21、言い換えれば、炭素原子を含む被覆膜21が形成される。好ましくは、被覆膜21の表面粗さは、被覆膜21が形成される種結晶11の裏面の表面粗さに比して小さくされる。
Next, a
好ましくは、この形成は液体材料の塗布によって行われ、より好ましくは、この液体材料は微粒子のような固体物を含有しない。これにより薄い被覆膜21を容易かつ均一に形成することができる。
Preferably, this formation is effected by application of a liquid material, more preferably the liquid material does not contain solids such as particulates. Thereby, the
被覆膜21は、本実施の形態においては有機膜である。この有機膜は、好ましくは有機樹脂から形成される。有機樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂などの各種樹脂を用いることができ、また光の作用で架橋または分解される感光性樹脂として組成されたものを用いることもできる。この感光性樹脂としては、半導体装置の製造用に用いられているポジ型またはネガ型フォトレジストを用いることができ、これらについてはスピンコート法による塗布技術が確立されているので、被覆膜21の厚さを容易に制御することができる。スピンコート法は、たとえば、以下のように行われる。
The covering
まず種結晶11がホルダーに吸着される。このホルダーが所定の回転速度で回転することで、種結晶11が回転させられる。回転している種結晶11上にフォトレジストが滴下された後、所定時間回転が継続されることで、薄く均一にフォトレジストが塗布される。種結晶11全面に渡る均一性を確保するためには、たとえば、回転速度は1000〜10000回転/分、時間は10〜100秒、塗布厚は0.1μm以上とされる。
First, the
次に塗布されたフォトレジストが乾燥されることで固化される。乾燥温度および時間は、フォトレジストの材料および塗布厚によって適宜選択され得る。好ましくは、乾燥温度は100℃以上400℃以下であり、乾燥時間は5分以上60分以下である。たとえば乾燥温度が120℃の場合、揮発に要する時間は、たとえば、厚さ5μmで15分間、厚さ2μmで8分間、厚さ1μmで3分間である。 Next, the applied photoresist is dried to be solidified. The drying temperature and time can be appropriately selected depending on the photoresist material and the coating thickness. Preferably, the drying temperature is from 100 ° C. to 400 ° C., and the drying time is from 5 minutes to 60 minutes. For example, when the drying temperature is 120 ° C., the time required for volatilization is, for example, 15 minutes at a thickness of 5 μm, 8 minutes at a thickness of 2 μm, and 3 minutes at a thickness of 1 μm.
なお、上記の塗布および乾燥からなる工程を1回行えば被覆膜21を形成することができるが、この工程が繰り返されることで、より厚い被覆膜21が形成されてもよい。繰り返しの回数が多すぎるとこの工程に必要以上に時間を要してしまう点で好ましくなく、通常、2〜3回程度の繰り返しに留めることが好ましい。
Note that the
図2を参照して、種結晶11が取り付けられることになる取付面を有する支持部41が準備される。この取付面は、好ましくは炭素からなる面を含み、より好ましくは黒鉛からなる面を含む。このために、支持部41は黒鉛によって形成され得る。好ましくは取付面の平坦性を向上させるために取付面が研磨される。
Referring to FIG. 2,
次に支持部41および被覆膜21の少なくともいずれかの上に接着剤22が塗布される。接着剤22の塗布量は、好ましくは、10mg/cm2以上100mg/cm2以下である。 また接着剤の厚さは、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは50μm以下である。
Next, the adhesive 22 is applied on at least one of the
接着剤22として、本実施の形態においてはC(炭素)系接着剤が用いられる。C系接着剤とは、硬化後の組成が主にCとなるものである。C系接着剤は、加熱されることによって難黒鉛化炭素となる樹脂と、溶媒とを含んでもよい。またこの接着剤にはさらにフィラーが添加されていてもよい。また炭水化物が添加されていてもよい。また界面活性剤および安定剤などが添加されていてもよい。 In the present embodiment, a C (carbon) adhesive is used as the adhesive 22. A C-based adhesive is one whose composition after curing is mainly C. The C-based adhesive may include a resin that becomes non-graphitizable carbon when heated and a solvent. Further, a filler may be further added to the adhesive. Carbohydrates may be added. Further, a surfactant, a stabilizer and the like may be added.
加熱されることによって難黒鉛化炭素となる樹脂としては、たとえば、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、またはフルフリルアルコール樹脂がある。ここで難黒鉛化炭素とは、不活性ガス中で加熱された場合に黒鉛構造が発達することが抑制さるような不規則な構造を有する炭素である。 Examples of the resin that becomes non-graphitizable carbon when heated include novolac resin, phenol resin, and furfuryl alcohol resin. Here, the non-graphitizable carbon is carbon having an irregular structure that suppresses the development of the graphite structure when heated in an inert gas.
溶媒としては、上記の樹脂および炭水化物を溶解・分散させることができるものが適宜選択される。またこの溶媒は、単一の種類の液体からなるものに限られず、複数の種類の液体の混合液であってもよい。たとえば、炭水化物を溶解させるアルコールと、樹脂を溶解させるセロソルブアセテートとを含む溶媒が用いられてもよい。 As the solvent, a solvent capable of dissolving and dispersing the above resin and carbohydrate is appropriately selected. The solvent is not limited to a single type of liquid, and may be a mixed liquid of a plurality of types of liquid. For example, a solvent containing alcohol that dissolves carbohydrates and cellosolve acetate that dissolves resin may be used.
フィラーとしては、黒鉛微粒子、ダイヤモンド微粒子、またはこれら微粒子の混合物を用いることができる。黒鉛またはダイヤモンドの微粒子の量は、炭素原子のモル数を基準として、樹脂の量よりも少なくされることが好ましい。微粒子の粒径は、たとえば0.1〜10μmである。 As the filler, graphite fine particles, diamond fine particles, or a mixture of these fine particles can be used. The amount of graphite or diamond fine particles is preferably less than the amount of resin based on the number of moles of carbon atoms. The particle diameter of the fine particles is, for example, 0.1 to 10 μm.
炭水化物としては、糖類またはその誘導体を用いることができる。この糖類は、グルコースのような単糖類であっても、セルロースのような多糖類であってもよい。 As the carbohydrate, a saccharide or a derivative thereof can be used. The saccharide may be a monosaccharide such as glucose or a polysaccharide such as cellulose.
次に接着剤22を挟んで被覆膜21と支持部41とが互いに接触させられる。好ましくはこの接触は、50℃以上120℃以下の温度で、また0.01Pa以上1MPa以下の圧力で両者が互いを押し付け合うように行われる。また接着剤22が種結晶11および支持部41に挟まれた領域からはみ出さないにようにされると、後述する、種結晶11を用いた単結晶の成長工程において、接着剤22による悪影響を抑制することができる。なお上記接触後、接着剤22のプリベークが行われてもよい。プリベークの温度は、好ましくは150℃以上である。
Next, the
さらに図3を参照して、被覆膜21および接着剤22(図2)が加熱される。この加熱によって炭化されることで被覆膜21は炭素膜31となる。すなわち種結晶11上に炭素膜31が設けられる。またこの加熱によって、炭素膜31および支持部41の間において接着剤22が硬化されることで固定層32となる。接着剤22を硬化するための加熱の温度は、好ましくは1000℃以上であり、より好ましくは2000℃以上である。またこの加熱は、不活性ガス中で行われることが好ましい。
Further, referring to FIG. 3,
以上により、種結晶11の裏面が、炭素膜31および固定層32を有する接着層30によって、支持部41に固定される。すなわち、種結晶11と、種結晶11を接着している接着層30と、接着層30によって種結晶11が接着されている支持部41とを有する被検査物ISが準備される。理想的には接着層30はボイドを有しないことが望ましいが、実際には、ある程度のボイドVD(図3)が形成されることが多い。
As described above, the back surface of the
(接着剤の変形例)
上記におけるC系接着剤の代わりに他の種類の接着剤が用いられてもよく、たとえばSiC系接着剤が用いられてもよい。SiC系接着剤とは、硬化後の主な組成がSiCとなるものである。SiC系接着剤としては、たとえば、ポリカルボシランまたはその誘導体を含有する流動体が用いられ得る。接着剤の溶剤としては、たとえばキシレンが用いられ得る。なお流動体は溶液に限定されず、たとえばゲル、ゾル、またはスラリーであってもよい。ここでポリカルボシランの「誘導体」とは、ポリカルボシランの原子および官能基の少なくともいずれかが置換された構造を有する高分子をいう。このような置換は、たとえば、ポリカルボシランの製造過程において意図せずして混入した不純物に起因して生じ得る。
(Modification example of adhesive)
Other types of adhesives may be used instead of the C-based adhesives described above, and for example, SiC-based adhesives may be used. The SiC-based adhesive is one whose main composition after curing is SiC. As the SiC-based adhesive, for example, a fluid containing polycarbosilane or a derivative thereof can be used. For example, xylene can be used as a solvent for the adhesive. The fluid is not limited to a solution, and may be a gel, a sol, or a slurry, for example. Here, the “derivative” of polycarbosilane refers to a polymer having a structure in which at least one of atoms and functional groups of polycarbosilane is substituted. Such substitution can occur, for example, due to impurities that are unintentionally incorporated in the production process of polycarbosilane.
硬化のための熱処理に用いられる雰囲気は、酸化反応を防ぐために低い酸素分圧を有することが好ましく、たとえば不活性雰囲気または真空雰囲気である。雰囲気圧力は、大気圧またはそれ以下が好ましい。熱処理の温度は、好ましくは800℃以上であり、たとえば1000℃程度である。接着剤中に含まれる水素をより十分に除去することが望まれる場合は、熱処理温度は1300℃以上が好ましい。接着剤のより十分な結晶化が望まれる場合は、熱処理温度は1600℃以上が好ましい。また熱処理温度は、炭化珪素の昇華を抑えるために、2000℃以下とされ、好ましくは1800℃以下とされる。熱処理時間は、たとえば30分程度である。 The atmosphere used for the heat treatment for curing preferably has a low oxygen partial pressure in order to prevent an oxidation reaction, and is, for example, an inert atmosphere or a vacuum atmosphere. The atmospheric pressure is preferably atmospheric pressure or lower. The temperature of the heat treatment is preferably 800 ° C. or higher, for example, about 1000 ° C. When it is desired to sufficiently remove hydrogen contained in the adhesive, the heat treatment temperature is preferably 1300 ° C. or higher. When more sufficient crystallization of the adhesive is desired, the heat treatment temperature is preferably 1600 ° C. or higher. The heat treatment temperature is set to 2000 ° C. or lower, preferably 1800 ° C. or lower in order to suppress sublimation of silicon carbide. The heat treatment time is, for example, about 30 minutes.
(被検査物の検査)
次に、上記のように準備された被検査物IS(図3)における種結晶11の接着状態の検査方法について説明する。
(Inspection of inspection object)
Next, a method for inspecting the adhesion state of the
図4を参照して、ヘッドHDを有する超音波顕微鏡が準備される。ヘッドHDは、超音波ULの照射と、超音波ULの反射波RFの検出とを行うものである。好ましくは超音波ULの周波数は10MHz以上100MHz以下である。超音波顕微鏡の分解能は、たとえば1μm程度である。 Referring to FIG. 4, an ultrasonic microscope having a head HD is prepared. The head HD performs irradiation of the ultrasonic wave UL and detection of the reflected wave RF of the ultrasonic wave UL. Preferably, the frequency of the ultrasonic wave UL is 10 MHz or more and 100 MHz or less. The resolution of the ultrasonic microscope is, for example, about 1 μm.
次に、被検査面SSとしての種結晶11の表面がヘッドHDと対向するように配置される。好ましくは被検査面SSとヘッドHDとの間は液体によって満たされる。この液体は、たとえば水である。
Next, it arrange | positions so that the surface of the
次に、超音波顕微鏡による観察が行われる。すなわち、種結晶11を透過して接着層30に至るように被検査物ISの被検査面SSへ超音波ULが照射され、また超音波ULの反射波RFが検出される。この超音波ULの照射および反射波RFの検出は、被検査面SSの面内の異なる位置ごとに繰り返される。xy−面に平行な被検査面SSの面内の異なる位置を測定するためには、たとえば、ヘッドHDの位置がx方向(図4の矢印xの方向)およびy方向に移動されればよい。ヘッドHDを移動させる代わりに、被検査物ISが移動されてもよい。
Next, observation with an ultrasonic microscope is performed. That is, the ultrasonic wave UL is irradiated onto the surface SS to be inspected IS so as to pass through the
上記観察においては、被検査面SS上の各観察位置に対して、まず超音波ULのパルスが入射される。検査位置における接着層30にボイドVDがない場合、反射波RFは、主に被検査面SSからの反射波RFaである。ただし超音波ULの周波数が低いほど、被検査面SSの反対面からの反射波RFbも含まれる。
In the above observation, a pulse of the ultrasonic wave UL is first incident on each observation position on the inspection surface SS. When there is no void VD in the
超音波ULが透過する経路中にボイドVDがない場合、図5に示すように、ヘッドHDからの超音波ULのパルスが消失すると、図5に示すように、反射波RFの強度Iは時間tの経過とともに速やかに減衰する。これに対して、図6に示すように、超音波ULが透過する経路中にボイドVDがある場合、ヘッドHDからの超音波ULのパルスが消失後、図7に示すように、反射波RFの強度Iはより緩やかに減衰する。この理由は、ボイドVDからの反射波RFm(図6)がボイドVDにおける多重散乱に起因して減衰しにくいことによる。 When there is no void VD in the path through which the ultrasonic wave UL is transmitted, as shown in FIG. 5, when the pulse of the ultrasonic wave UL from the head HD disappears, the intensity I of the reflected wave RF becomes time as shown in FIG. Decays rapidly as t passes. On the other hand, as shown in FIG. 6, when there is a void VD in the path through which the ultrasonic wave UL passes, after the pulse of the ultrasonic wave UL from the head HD disappears, as shown in FIG. The intensity I of the sound attenuates more slowly. This is because the reflected wave RFm (FIG. 6) from the void VD is not easily attenuated due to multiple scattering in the void VD.
被検査面SS上の各観察位置に対して、反射波RFの減衰定数が求められる。ここで反射波RFの減衰定数とは、超音波ULのパルスの消失後に生じる反射波RFの減衰特性を表すパラメータである。本実施の形態においては、減衰定数として、対数減衰率δが用いられる。対数減衰率δとは、図5または図7のような減衰自由振動波形の隣り合う振幅の比の自然対数をとったものをいう。たとえば、図7に示すようにn番目の振幅anと、n+1番目の振幅an+1と、n+m番目の振幅an+mとが検出された場合に、対数減衰率δは、
δ=(1/m)・ln(an/an+m)
で定義される。
The attenuation constant of the reflected wave RF is obtained for each observation position on the inspection surface SS. Here, the attenuation constant of the reflected wave RF is a parameter representing the attenuation characteristic of the reflected wave RF generated after the disappearance of the pulse of the ultrasonic wave UL. In the present embodiment, a logarithmic attenuation rate δ is used as the attenuation constant. The logarithmic damping rate δ is obtained by taking the natural logarithm of the ratio of adjacent amplitudes of the damped free vibration waveform as shown in FIG. For example, the n-th amplitudes a n, as shown in FIG. 7, n + 1 th amplitude a n + 1, when a and n + m-th amplitude a n + m are detected, logarithmic decrement δ is
δ = (1 / m) · ln (a n / a n + m )
Defined by
図8に示すように、被検査面SSの観察位置がスキャンされることによって、被検査面SSにおける、超音波ULの反射波RFの対数減衰率δの分布が算出される。次に、被検査面SSのうち、対数減衰率δが所定の閾値THの範囲内となる部分が不良領域FLと認識され、対数減衰率δが所定の閾値THの範囲外となる部分が好適領域PSと認識される。これにより、図9に示すように、被検査面SSにおいて、不良領域FLと好適領域PSとの分布が作成される。次に、被検査面SSにおける不良領域FLの割合(不良割合)が算出される。すなわち、被検査面SSにおいて、対数減衰率δが所定の閾値THの範囲内となる部分の割合が算出される。 As shown in FIG. 8, the distribution of the logarithmic attenuation rate δ of the reflected wave RF of the ultrasonic wave UL on the inspection surface SS is calculated by scanning the observation position of the inspection surface SS. Next, a portion of the surface to be inspected SS in which the logarithmic attenuation rate δ is within the predetermined threshold value TH is recognized as a defective area FL, and a portion in which the logarithmic attenuation rate δ is outside the predetermined threshold value TH is preferable. Recognized as a region PS. Thereby, as shown in FIG. 9, the distribution of the defective area FL and the suitable area PS is created on the surface SS to be inspected. Next, the ratio (defective ratio) of the defective area FL on the inspection surface SS is calculated. That is, the ratio of the portion where the logarithmic attenuation rate δ is within the range of the predetermined threshold TH on the surface to be inspected SS is calculated.
所定の値以下の不良割合を有する被検査物ISが規格を満たすものと判定され、所定の値を超える不良割合を有する被検査物ISが規格を満たさないものと判定される。たとえば不良割合が20%未満のものが規格を満たすものと判定される。 It is determined that the inspection object IS having a defect ratio equal to or less than a predetermined value satisfies the standard, and the inspection object IS having a defect ratio exceeding a predetermined value is determined not to satisfy the standard. For example, it is determined that a defective rate of less than 20% satisfies the standard.
(単結晶の作製)
上述した、規格を満たすものと判定された被検査物IS(図3)が準備される。
(Production of single crystal)
The inspection object IS (FIG. 3) determined to satisfy the above-described standard is prepared.
図10を参照して、坩堝42内に、原料51が収められる。炭化珪素の単結晶が成長させられる場合、たとえば、炭化珪素粉末が黒鉛製坩堝に収められる。次に坩堝42の内部へ種結晶11が面するように、支持部41が取り付けられる。なお図10に示すように、支持部41が坩堝42の蓋として機能してもよい。
Referring to FIG. 10,
次に、種結晶11上に単結晶52が成長させられる。炭化珪素の種結晶11を用いて炭化珪素の単結晶52が製造される場合、この形成方法として昇華再結晶法を用いることができる。すなわち、図中矢印で示すように原料51を昇華させることで種結晶11上に昇華物を堆積させることで、単結晶52を成長させることができる。この昇華再結晶法における温度は、たとえば、2100℃以上2500℃以下とされる。またこの昇華再結晶法における圧力は、好ましくは1.3kPa以上大気圧以下とされ、より好ましくは、成長速度を高めるために13kPa以下とされる。
Next, a
(作用効果)
本実施の形態によれば、超音波ULの反射波RFの対数減衰率δが接着層30中のボイドVD(図4)に起因して減少することを検知することにより(図8)、ボイドVDの存在を精度よく把握することができる。よって種結晶11の接着状態を精度よく検査することができる。
(Function and effect)
According to the present embodiment, by detecting that the logarithmic attenuation rate δ of the reflected wave RF of the ultrasonic wave UL decreases due to the void VD (FIG. 4) in the adhesive layer 30 (FIG. 8), the void Presence of VD can be accurately grasped. Therefore, the adhesion state of the
また被検査面SSにおいて、対数減衰率δが所定の閾値THの範囲内となる部分の割合が算出される(図9)。これにより、検査結果を定量化することができる。 Further, the ratio of the portion where the logarithmic attenuation rate δ falls within the predetermined threshold TH in the surface SS to be inspected is calculated (FIG. 9). Thereby, a test result can be quantified.
また種結晶11は炭化珪素から作られている。炭化珪素から作られた種結晶11は接着層30中のボイドVDの影響を特に受けやすいことから、本検査方法が特に適している。
好ましくは接着層30は、C系またはSiC系接着剤を用いて作られた層を含む。これらの接着剤を用いた場合にはボイドVDが特に発生しやすい。よってボイドVDを精度よく把握することができる本検査方法により、高い精度での検査が可能である。
Preferably, the
また好ましくは超音波ULの周波数は10MHz以上100MHz以下とされる。周波数が低過ぎると、被検査物ISの被検査面SSから侵入した超音波ULが反対面にまで到達する割合が高くなり、この反対面からの反射波RFbの影響に起因して、検査精度が低下する。よって周波数は10MHz以上であることが好ましい。周波数が高過ぎると、被検査物IS中での超音波の減衰が大きくなり過ぎることで、接着層30からの反射波RFmの強度が過度に小さくなってしまう。このため検査精度が低下する。よって周波数は100MHz以下が好ましい。
Preferably, the frequency of the ultrasonic wave UL is 10 MHz to 100 MHz. If the frequency is too low, the rate at which the ultrasonic wave UL that has entered from the inspection surface SS of the inspection object IS reaches the opposite surface becomes high, and inspection accuracy is caused by the influence of the reflected wave RFb from this opposite surface. Decreases. Therefore, the frequency is preferably 10 MHz or more. If the frequency is too high, the intensity of the reflected wave RFm from the
(付記)
なお上記実施の形態においては種結晶11を透過して接着層30に至るように、被検査物ISの被検査面SSへ超音波ULが照射されるが(図4)、その代わりに、支持部41を透過して接着層30に至るように、被検査物ISの被検査面へ超音波ULが照射されてもよい。
(Appendix)
In the above embodiment, the ultrasonic wave UL is irradiated to the surface SS to be inspected IS so as to pass through the
また種結晶11としてSiCから形成されたものを例示したが、他の材料から形成されたものが用いられてもよい。この材料としては、たとえば、GaN、ZnSe、ZnS、CdS、CdTe、AlN、またはBNを用いることができる。
Moreover, although what was formed from SiC as the
また上記実施の形態においては接着剤22が硬化される際に被覆膜21が炭化されるが(図2)、接着剤22が形成される前に被覆膜21が炭化されてもよい。また被覆膜21の形成が省略されてもよい。この場合、炭素膜31(図3)が形成されないので、固定層32は炭素膜31ではなく種結晶11に接する。
In the above embodiment, the
また単結晶52(図10)を用いて基板が製造されてもよい。このような基板は、たとえば、単結晶52をスライスすることによって得られる。
Further, the substrate may be manufactured using the single crystal 52 (FIG. 10). Such a substrate is obtained, for example, by slicing the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
11 種結晶、21 被覆膜、22 接着剤、30 接着層、31 炭素膜、32 固定層、41 支持部、42 坩堝、51 原料、52 単結晶、FL 不良領域、HD ヘッド、IS 被検査物、PS 好適領域、RF 反射波、SS 被検査面、UL 超音波、VD ボイド。 11 seed crystal, 21 coating film, 22 adhesive, 30 adhesive layer, 31 carbon film, 32 fixing layer, 41 support part, 42 crucible, 51 raw material, 52 single crystal, FL defective area, HD head, IS test object , PS suitable area, RF reflected wave, SS surface to be inspected, UL ultrasonic wave, VD void.
Claims (5)
前記種結晶と、前記種結晶を接着している接着層と、前記接着層によって前記種結晶が接着されている支持部とを有する被検査物を準備する工程と、
前記種結晶および前記支持部のいずれかを透過して前記接着層に至るように、前記被検査物の被検査面へ超音波を照射する工程と、
前記被検査面における、前記超音波の反射波の減衰定数の分布を算出する工程とを備える、種結晶の接着状態の検査方法。 A method for inspecting the adhesion state of a seed crystal,
Preparing an inspection object having the seed crystal, an adhesive layer bonding the seed crystal, and a support part to which the seed crystal is bonded by the adhesive layer;
Irradiating ultrasonic waves onto the surface to be inspected of the object to be inspected so as to pass through either the seed crystal or the support and reach the adhesive layer;
And a step of calculating a distribution of attenuation constants of the reflected waves of the ultrasonic waves on the surface to be inspected.
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