JP5879083B2 - Semiconductor wafer evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、半導体デバイス製造プロセス等で使用する半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価するための方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for evaluating the breaking strength of an edge portion of a semiconductor wafer used in a semiconductor device manufacturing process or the like.

半導体デバイス製造プロセスにおいて材料となる、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハに割れが発生すると、大きな損失が発生する。このためデバイス製造時に、割れにくいウェーハの要望が高い。
半導体や液晶の製造プロセス、特にドライエッチング、イオン注入、蒸着等の工程においては高温化/急加熱/急冷が進んでおり、さらに、真空及びドライ化で行われる製造工程も増加している。また、基板としてのシリコンウェーハやガラス基板等は大口径化が進み、衝撃等への耐性が益々重視されるようなっている。
When a crack occurs in a semiconductor wafer such as a silicon wafer, which is a material in the semiconductor device manufacturing process, a large loss occurs. For this reason, there is a high demand for wafers that are difficult to break during device manufacturing.
In the manufacturing process of semiconductors and liquid crystals, especially in the processes such as dry etching, ion implantation, and vapor deposition, high temperature / rapid heating / rapid cooling is progressing, and the manufacturing processes performed by vacuum and drying are also increasing. In addition, silicon wafers and glass substrates as substrates have been increased in diameter, and resistance to impacts and the like has become more important.

半導体ウェーハの破壊の原因としては、主にウェーハエッジ部への打撃によるケースが多く、このエッジ部の衝撃強度の評価が重要である。
シリコンウェーハ等は結晶性の脆性材料のために、一般的な材料の評価技術では測定値のバラツキが大きい。ウェーハの割れ易さを評価して検査する標準的機器は市販されておらず、そのため例えば特許文献1−4に示されるような装置が考案されてきた。
As a cause of the destruction of the semiconductor wafer, there are many cases mainly caused by hitting the wafer edge portion, and it is important to evaluate the impact strength of the edge portion.
Since silicon wafers and the like are crystalline brittle materials, there is a large variation in measured values in a general material evaluation technique. Standard equipment for evaluating and inspecting the easiness of cracking of a wafer is not commercially available. For this reason, for example, an apparatus as shown in Patent Documents 1-4 has been devised.

特開2006−287139号公報JP 2006-287139 A 特開2004−101258号公報JP 2004-101258 A 特開平5−288663号公報JP-A-5-288663 特開平6−201533号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-201533

しかしながら、特許文献1−4の装置を用いても、半導体ウェーハの破壊強度の評価にはバラツキが生じ、精度の良い評価は困難であった。
例えばシリコンはダイヤモンド構造の立方晶系であり、ヤング率などの物性には異方性が存在し、結晶の方位によって破壊強度にも異方性が明瞭に見られる。しかし、従来では、この異方性について考慮されていなかった。特許文献1−4でも、異方性の破壊強度への影響を考慮していないために、半導体ウェーハの強度のわずかな差異を評価するには、感度・精度の能力が不足していた。また、シリコンウェーハの強度の異方性の評価については、JIS規格は存在しない。
However, even if the apparatus of Patent Documents 1-4 is used, the evaluation of the fracture strength of the semiconductor wafer varies, and it is difficult to evaluate with high accuracy.
For example, silicon is a cubic system with a diamond structure, and there is anisotropy in physical properties such as Young's modulus, and anisotropy is also clearly seen in fracture strength depending on the crystal orientation. However, conventionally, this anisotropy has not been considered. Even in Patent Documents 1-4, since the influence on the fracture strength of anisotropy is not taken into account, the ability of sensitivity and accuracy is insufficient to evaluate a slight difference in the strength of the semiconductor wafer. There is no JIS standard for evaluating the anisotropy of the strength of a silicon wafer.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度の評価において、測定結果のバラツキを低減して、精度の良い評価を実施できる方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method and an apparatus capable of reducing the variation in measurement results and performing a highly accurate evaluation in the evaluation of the breaking strength of the edge portion of a semiconductor wafer. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明は、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価する方法であって、前記評価する半導体ウェーハの所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is a method for evaluating the fracture strength of an edge portion of a semiconductor wafer, applying a load to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation of the semiconductor wafer to be evaluated, There is provided a method for evaluating a semiconductor wafer, wherein the breaking strength of an edge portion of the semiconductor wafer is evaluated.

このように、所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して評価することで、結晶の異方性による評価への影響を低減できるため、評価のバラツキを抑制し、感度も向上させることができる。また、所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与させることができれば、従来の装置等を設計変更することなく用いることができ、簡易に実施できる。従って、本発明であれば、精度良く、効率的に半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することができる。   In this way, by applying a load to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation and evaluating it, it is possible to reduce the influence of the crystal anisotropy on the evaluation, thereby suppressing variation in evaluation and improving sensitivity. be able to. Further, if a load can be applied to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation, a conventional apparatus or the like can be used without changing the design and can be easily implemented. Therefore, according to the present invention, the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer can be evaluated with high accuracy and efficiency.

このとき、前記所定の結晶方位を、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度が最も高くなる結晶方位とすることが好ましい。
このように破壊強度が最も高い結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して評価すれば、結晶の異方性による測定結果への影響をより低減でき、評価の精度をより向上できる。
At this time, it is preferable that the predetermined crystal orientation is a crystal orientation in which the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer is highest.
Thus, if a load is applied to the edge portion corresponding to the crystal orientation having the highest fracture strength, the influence on the measurement result due to the crystal anisotropy can be further reduced, and the evaluation accuracy can be further improved.

このとき、前記荷重の付与を、落錘式衝撃方式又は水平方向静圧荷重方式で行うことが好ましい。
このような方式であれば、効率的に精度良く、破壊強度を評価することができる。
At this time, it is preferable to apply the load by a falling weight impact method or a horizontal static pressure load method.
With such a method, the breaking strength can be evaluated efficiently and accurately.

このとき、前記評価する半導体ウェーハから、前記所定の結晶方位に対応するエッジ部を含む試験片を切り出し、該試験片を2枚の保持治具により挟んで保持し、該保持した試験片の前記エッジ部に荷重を付与して、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することが好ましい。
このように荷重を付与して評価することで、荷重付与時の試験片のたわみ等による測定結果への影響を抑制して、破壊強度を正確に評価することができる。
At this time, a test piece including an edge portion corresponding to the predetermined crystal orientation is cut out from the semiconductor wafer to be evaluated, and the test piece is held between two holding jigs. It is preferable to apply a load to the edge portion and evaluate the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer.
Thus, by applying a load and evaluating, the influence on the measurement result by the bending of the test piece at the time of load application, etc. can be suppressed, and a fracture strength can be evaluated accurately.

このとき、前記2枚の保持治具を、前記所定の結晶方位に対応するエッジ部の周辺を露出させる切り欠きを設けたものとすることが好ましい。
このような保持治具を用いることで、荷重付与する部分以外は保持治具で挟んで保持できるため、試験片のたわみ等による測定結果への影響を確実に防止できる。
At this time, it is preferable that the two holding jigs are provided with notches that expose the periphery of the edge portion corresponding to the predetermined crystal orientation.
By using such a holding jig, since the portion other than the portion to which the load is applied can be held and held by the holding jig, the influence on the measurement result due to the deflection of the test piece or the like can be reliably prevented.

また本発明は、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価する装置であって、前記評価する半導体ウェーハの所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与するものであることを特徴とする半導体ウェーハの評価装置を提供する。   According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for evaluating the breaking strength of an edge portion of a semiconductor wafer, wherein a load is applied to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation of the semiconductor wafer to be evaluated. A wafer evaluation apparatus is provided.

このように、所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して評価する装置であれば、結晶の異方性による評価への影響を低減できるため、評価のバラツキを抑制し、感度を向上させることができる。また、所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与させるのみなので、簡易な装置とすることができる。従って、精度良く、効率的に半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することができる装置となる。   In this way, if the apparatus evaluates by applying a load to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation, the influence on the evaluation due to the crystal anisotropy can be reduced. Can be improved. Further, since only a load is applied to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation, a simple apparatus can be obtained. Therefore, the apparatus can accurately and efficiently evaluate the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer.

このとき、前記所定の結晶方位は、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度が最も高くなる結晶方位であることが好ましい。
このように破壊強度が最も高い結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して評価するものであれば、破壊強度への結晶の異方性による影響をより低減でき、評価の精度をより向上できる装置となる。
At this time, it is preferable that the predetermined crystal orientation is a crystal orientation in which the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer is highest.
In this way, if the load is applied to the edge corresponding to the crystal orientation with the highest fracture strength, the effect of the crystal anisotropy on the fracture strength can be further reduced, and the evaluation accuracy is further improved. It becomes a device that can.

このとき、前記荷重の付与は、落錘式衝撃方式又は水平方向静圧荷重方式で行うものであることが好ましい。
このような方式であれば、効率的に精度良く評価することができる装置となる。
At this time, it is preferable that the load is applied by a falling weight impact method or a horizontal static pressure load method.
With such a system, the apparatus can be efficiently and accurately evaluated.

このとき、前記評価装置は、前記評価する半導体ウェーハから切り出した前記所定の結晶方位に対応するエッジ部を含む試験片を挟んで保持する2枚の保持治具を有するものであることが好ましい。
このような保持治具を有するものであれば、荷重付与時の試験片のたわみ等による影響を抑制して、破壊強度を正確に評価することができる装置となる。
At this time, it is preferable that the evaluation apparatus has two holding jigs for holding a test piece including an edge portion corresponding to the predetermined crystal orientation cut out from the semiconductor wafer to be evaluated.
If it has such a holding jig, it becomes an apparatus which can suppress the influence by the bending of the test piece at the time of load provision, etc., and can evaluate fracture strength correctly.

前記2枚の保持治具は、前記所定の結晶方位に対応するエッジ部の周辺を露出させる切り欠きが設けられたものであることが好ましい。
このような切り欠きが設けられた保持治具であれば、荷重付与する部分以外は保持治具で挟んで保持できるため、試験片のたわみ等による評価への影響を確実に防止できる装置となる。
It is preferable that the two holding jigs are provided with a notch that exposes the periphery of the edge portion corresponding to the predetermined crystal orientation.
If it is a holding jig provided with such a notch, it can be held by holding the portion other than the portion to which the load is applied, so that it is possible to reliably prevent the influence on the evaluation due to the deflection of the test piece. .

以上のように、本発明によれば、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を、精度良く、効率的に評価することができる。   As described above, according to the present invention, the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer can be evaluated accurately and efficiently.

半導体ウェーハの結晶方位による破壊強度の高低を示す図である。It is a figure which shows the level of the fracture strength by the crystal orientation of a semiconductor wafer. 本発明に用いることができる落錘式衝撃方式の破壊試験機の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the destructive testing machine of the falling weight type impact system which can be used for this invention. 本発明に用いることができる水平方向静圧荷重方式の測定装置の一例を示す概略図である((a)は側面図、(b)は平面図)。It is the schematic which shows an example of the measuring apparatus of the horizontal direction static pressure load system which can be used for this invention ((a) is a side view, (b) is a top view). 本発明において、半導体ウェーハから試験片を切り出して、試験を行うまでの工程の一例を示す説明図である。In this invention, it is explanatory drawing which shows an example of the process after cutting out a test piece from a semiconductor wafer and performing a test. 本発明において、半導体ウェーハから試験片を切り出して、試験を行うまでの工程の他の例を示す説明図である。In this invention, it is explanatory drawing which shows the other example of the process after cutting out a test piece from a semiconductor wafer and performing a test. 本発明に用いることができる落錘式衝撃方式の破壊試験機の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the destructive testing machine of the falling weight type impact system which can be used for this invention. 本発明において、半導体ウェーハを保持して、試験を行うまでの工程の一例を示す説明図である。In this invention, it is explanatory drawing which shows an example of a process until holding a semiconductor wafer and performing a test. 本発明に用いることができる水平方向静圧荷重方式の測定装置の他の例を示す概略図である((a)は側面図、(b)は平面図)。It is the schematic which shows the other example of the measuring apparatus of the horizontal direction static pressure load system which can be used for this invention ((a) is a side view, (b) is a top view).

数世代前のシリコンウェーハでは、最外周部に析出や歪などが残っているケースもあり、1ロットにおける破壊強度の「最大値÷最小値=10倍」を超えるケースもあった。しかし、最近のシリコンウェーハは、結晶の製造方法やウェーハ加工方法が大幅に改善されている。従来の評価方法では、1枚のシリコンウェーハ内での破壊強度の最大値〜最小値の破壊強度の評価は困難であり、評価法の改善が求められてきた。
これに対して、本発明者は、評価する半導体ウェーハの結晶の異方性を考慮して試験を行うことで、高精度な評価を行うことができることを見出して、以下のような本発明を完成させた。
In silicon wafers several generations ago, there were cases where precipitation, strain, etc. remained in the outermost periphery, and there were cases where the fracture strength in one lot exceeded “maximum value ÷ minimum value = 10 times”. However, recent silicon wafers have greatly improved crystal manufacturing methods and wafer processing methods. In the conventional evaluation method, it is difficult to evaluate the maximum to the minimum value of the fracture strength in one silicon wafer, and improvement of the evaluation method has been demanded.
On the other hand, the present inventor found that a highly accurate evaluation can be performed by conducting a test in consideration of the anisotropy of the crystal of the semiconductor wafer to be evaluated. Completed.

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

本発明は、評価する半導体ウェーハの所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価する方法である。   The present invention is a method for evaluating the breaking strength of an edge portion of a semiconductor wafer by applying a load to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation of the semiconductor wafer to be evaluated.

シリコンのような異方性のある結晶は、結晶構造から、ある特定方向のヘキ開と呼ばれる割れやすい面が存在する。へき開は結晶構造において原子間の結合力の弱い面であり、ウェーハの硬度などとは全く異なっている。従って、従来のように結晶方位に関係なく荷重を付与した場合、荷重の加わる方向とヘキ開の影響による割れの伸展方向が異なり、測定強度のバラツキが大きくなっていることを本発明者が見出した。
このため、本発明のように所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与して評価すれば、上記のような結晶の異方性による測定強度のバラツキを低減でき、評価の精度を向上できる。
An anisotropic crystal such as silicon has a fragile surface called cleaving in a specific direction because of its crystal structure. Cleavage is a surface where the bonding force between atoms is weak in the crystal structure, and is completely different from the hardness of the wafer. Therefore, the present inventors have found that when a load is applied regardless of the crystal orientation as in the prior art, the direction in which the load is applied and the extension direction of cracks due to the effect of cleaving are different, and the variation in measured strength is large. It was.
For this reason, if a load is applied to the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation as in the present invention for evaluation, the variation in measurement intensity due to the crystal anisotropy as described above can be reduced, and the accuracy of the evaluation is improved. it can.

このとき、上記所定の結晶方位を、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度が最も高くなる結晶方位とすることが好ましい。
上記のように破壊強度が最も高くなる結晶方位では、ヘキ開の影響が最も少ない位置あるいは方向に荷重を付与できるため、半導体ウェーハの破壊強度を高精度に評価することができる。
At this time, it is preferable that the predetermined crystal orientation is a crystal orientation in which the fracture strength of the edge portion of the semiconductor wafer is highest.
In the crystal orientation in which the breaking strength is highest as described above, a load can be applied to the position or direction where the influence of cleaving is the least, so that the breaking strength of the semiconductor wafer can be evaluated with high accuracy.

例えば、ノッチが(011)に刻まれている(100)シリコンウェーハを評価する場合、{110}ヘキ開面との特定の角度によって、シリコンウェーハ内でのエッジ部の破壊強度の高〜低を評価することができる。図1は結晶方位による破壊強度の違いを示す図である。
図1に示すように、{110}ヘキ開面との角度θ=20°〜28°であるエッジ部において、1枚のシリコンウェーハ内でのエッジ部の破壊強度が最も高く、割れ難いことを本発明者は見出した。
For example, when evaluating a (100) silicon wafer with a notch in (011), a high to low fracture strength at the edge in the silicon wafer is determined by a specific angle with the {110} cleaved surface. Can be evaluated. FIG. 1 is a diagram showing the difference in fracture strength depending on crystal orientation.
As shown in FIG. 1, the edge portion having an angle θ = 20 ° to 28 ° with the {110} cleaved surface has the highest fracture strength of the edge portion in one silicon wafer and is difficult to break. The inventor found.

シリコン単結晶では{111}面(原子間距離3.13Å、ヤング率190Gpa)が、最も原子密度とヤング率が高いので、{111}面間の結合力が他の面の場合より小さく、{111}面でヘキ開が最も起こりやすい。2番目にヘキ開が起こりやすいヘキ開面は{110}面である。
(100)ウェーハでは、{110}ヘキ開面に対して縦横・斜め45°に割れやすいので、{110}ヘキ開面との角度θ=20°〜28°が、{110}面、{100}面、{111}面の影響を最も受けにくい方向だと考えられる。
In a silicon single crystal, the {111} plane (atomic distance 3.13Å, Young's modulus 190 Gpa) has the highest atomic density and Young's modulus, so the bonding force between {111} planes is smaller than that of other planes, { The cleavage is most likely to occur on the 111} plane. The cleaved surface that is most likely to cleave is the {110} plane.
Since the (100) wafer is easily cracked at 45 ° vertically and horizontally with respect to the {110} cleavage plane, the angle θ = 20 ° to 28 ° with the {110} cleavage plane is the {110} plane, {100 } Surface and {111} surface are considered to be the least susceptible to influence.

従って、特に{110}ヘキ開面からの角度θ=26.565°({210}の結晶面群を代表面として表記できる)に対応するエッジ部が最も破壊強度が高いことがわかり、このエッジ部に垂直方向に荷重を付与することが好ましい。
なお、このような破壊強度が高い結晶方位は、各ウェーハによって、予め調べることが好ましい。
Therefore, it can be seen that the edge portion corresponding to the angle θ = 26.565 ° from the {110} cleaved plane (the {210} crystal plane group can be expressed as a representative plane) has the highest fracture strength. It is preferable to apply a load perpendicular to the part.
In addition, it is preferable to examine in advance each crystal orientation with such a high fracture strength.

また、評価する半導体ウェーハから、所定の結晶方位に対応するエッジ部を含む試験片を切り出し、該試験片を2枚の保持治具により挟んで保持し、該保持した試験片のエッジ部に荷重を付与して、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することが好ましい。
このように半導体ウェーハから切り出した試験片を挟んで保持した状態で荷重付与すれば、荷重付与の際の座屈によるたわみ等はほとんど生じず、評価精度を向上できる。また、試験片を切り出して評価を行うため、一枚のウェーハを用いて、複数の荷重付与、強度測定を実施でき、効率的で低コストである。
Further, a test piece including an edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation is cut out from the semiconductor wafer to be evaluated, the test piece is held between two holding jigs, and a load is applied to the edge portion of the held test piece. It is preferable to evaluate the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer.
If the load is applied while holding the test piece cut out from the semiconductor wafer in this way, the deflection due to buckling during the load application hardly occurs, and the evaluation accuracy can be improved. Moreover, since a test piece is cut out and evaluated, a plurality of loads can be applied and strength measurements can be performed using a single wafer, which is efficient and low cost.

このとき、2枚の保持治具を、所定の結晶方位に対応するエッジ部の周辺を露出させる切り欠きを設けたものとすることが好ましい。
このような保持治具であれば、荷重を付与するエッジ部の周辺を露出させているため荷重付与の装置と保持治具が干渉せず、その他の部分は挟んで保持できるため、座屈によるたわみを確実に防止することができる。
At this time, it is preferable that the two holding jigs are provided with notches that expose the periphery of the edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation.
With such a holding jig, since the periphery of the edge portion to which the load is applied is exposed, the load applying device and the holding jig do not interfere with each other, and the other portions can be held and sandwiched. Deflection can be reliably prevented.

また、荷重の付与の方法としては、特に限定されず、落錘式衝撃方式又は水平方向静圧荷重方式であれば、正確な破壊強度測定が可能である。   Further, the method for applying the load is not particularly limited, and accurate fracture strength measurement can be performed if the falling weight impact method or the horizontal static pressure load method is used.

以上のような本発明の方法は、評価する半導体ウェーハの所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重を付与するものであることを特徴とする半導体ウェーハの評価装置によって実施できる。
以下、本発明をより具体的に説明する。
The method of the present invention as described above can be implemented by a semiconductor wafer evaluation apparatus characterized in that a load is applied to an edge portion corresponding to a predetermined crystal orientation of a semiconductor wafer to be evaluated.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

図2は、本発明に用いることができる落錘式衝撃方式の破壊試験機の概略説明図である。
破壊試験機10の装置ベース17には単軸スライダ式ロボット9が立てられており、スライダー11には電磁石12がセットされ、円柱打撃ピン13(クロム鋼)が磁力で吸着されている。保持治具15の上には、ポリカーボネート製のカバー14が設置されている。カバー14の底の穴から試験片16が露出しており、落下してきた円柱打撃ピン13が激突するように設計されている。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a falling weight type impact tester that can be used in the present invention.
A single-axis slider robot 9 is erected on the device base 17 of the destructive testing machine 10, an electromagnet 12 is set on the slider 11, and a cylindrical striking pin 13 (chrome steel) is adsorbed by a magnetic force. A polycarbonate cover 14 is installed on the holding jig 15. The test piece 16 is exposed from the hole at the bottom of the cover 14 and is designed so that the falling cylindrical hitting pin 13 collides.

この破壊試験機10において、スライダー11を上下させ、任意の高さから円柱打撃ピン13を落下させて、保持治具15に保持された試験片16に鉛直方向に衝撃を付与することが可能である。
この試験機10を用いて、主に「定落下重量でのステアケース法の原理を利用した落錘式衝撃破壊試験」を行って、ステアケース法による解析を行うことができる。
In this destructive testing machine 10, it is possible to apply an impact in the vertical direction to the test piece 16 held by the holding jig 15 by moving the slider 11 up and down and dropping the cylindrical hitting pin 13 from an arbitrary height. is there.
By using this tester 10, it is possible to perform an analysis by the staircase method by mainly performing a “falling weight type impact fracture test using the principle of the staircase method at a constant drop weight”.

ステアケース法は、ストレスの水準を上下させて各水準に区分して、破壊の有無から衝撃破壊強度を統計解析する手法である(例えば、Dixon, W.J. and Mood,A.M.,J.Amer.Stat.Assn.,Vol.43, pp.109−126, 1948参照)。
サンプルの破壊の有無と衝撃力分布から、ステアケース法の計算で「50%衝撃破壊エネルギー(E50)、50%衝撃破壊エネルギーの標準偏差(SE)」を計算して、半導体ウェーハの破壊強度を評価する。
The steer case method is a method of statistically analyzing the impact fracture strength based on the presence or absence of fracture by moving the stress level up and down to each level (for example, Dixon, WJ and Mood, AM, J. Amer. Stat. Assn., Vol. 43, pp. 109-126, 1948).
The fracture strength of the semiconductor wafer is calculated by calculating the “50% impact fracture energy (E 50 ), 50% impact fracture energy standard deviation (SE)” from the presence / absence of fracture of the sample and the impact force distribution. To evaluate.

次に、図3に示す水平方向静圧荷重方式の測定装置により、本発明を実施する方法について簡単に説明する。
図3の水平方向静圧荷重方式の測定装置20では、試験片16を挟んで保持した保持治具15を載置台21に載置した後、荷重シャフト22の先端部を試験片16のエッジ部に押し当て、ボンベ23からのガスを圧力制御バルブ24で調節しながら、エッジ部に水平方向に静圧荷重を加える。そして、この試験片16が破壊されるときの破壊強度を測定する方法である。
Next, a method for carrying out the present invention will be briefly described with the measuring device of the horizontal static pressure load method shown in FIG.
In the measuring device 20 of the horizontal static pressure load method of FIG. 3, after placing the holding jig 15 holding the test piece 16 on the mounting table 21, the tip of the load shaft 22 is moved to the edge portion of the test piece 16. Then, a static pressure load is applied to the edge portion in the horizontal direction while adjusting the gas from the cylinder 23 with the pressure control valve 24. And it is the method of measuring the breaking strength when this test piece 16 is destroyed.

上記した図2,3の装置を用いた試験において、本発明では、図4に示すように試験片16を作製して保持治具15に保持させることができる。
図4(a)に示すように、評価する半導体ウェーハWから、荷重を付与する所定の結晶方位(例えば、(100)ウェーハの場合は、{110}ヘキ開面からの角度θ=26.565°)に対応するエッジ部を含む試験片16を、ダイサー等で切り出す。
In the test using the apparatus of FIGS. 2 and 3 described above, in the present invention, the test piece 16 can be produced and held on the holding jig 15 as shown in FIG.
As shown in FIG. 4A, from a semiconductor wafer W to be evaluated, a predetermined crystal orientation to which a load is applied (for example, in the case of a (100) wafer, an angle θ from a {110} cleavage plane θ = 26.565. The test piece 16 including the edge portion corresponding to (°) is cut out with a dicer or the like.

次に、図4(b)に示すように、荷重を付与するエッジ部を露出させる切り欠き18を設けた2枚の保持治具15により挟んで保持する。
そして、図4(c1)、(c2)に示すように、装置に設置して、荷重を付与することができる。図4(c1)、(c2)に示すように、試験片16の上記荷重を付与するエッジ部に、垂直方向に荷重、衝撃が付与されるように保持、設置する。
Next, as shown in FIG. 4B, the two holding jigs 15 provided with the notches 18 exposing the edge portions to which the load is applied are sandwiched and held.
And as shown to FIG.4 (c1), (c2), it can install in an apparatus and a load can be provided. As shown in FIGS. 4C1 and 4C2, the edge of the test piece 16 to which the load is applied is held and installed so that a load and an impact are applied in the vertical direction.

または、図5に示すように、扇状の試験片16’を作製して、保持治具15’に保持させることもできる。
図5(a)に示すように、評価する半導体ウェーハWを4分割して、荷重を付与する所定の結晶方位に対応するエッジ部が中央になるように扇状の試験片16’を作製する。
Alternatively, as shown in FIG. 5, a fan-shaped test piece 16 ′ can be produced and held by a holding jig 15 ′.
As shown in FIG. 5A, the semiconductor wafer W to be evaluated is divided into four, and a fan-shaped test piece 16 ′ is produced so that the edge corresponding to a predetermined crystal orientation to which a load is applied is in the center.

次に、図5(b)に示すように、この試験片16’を切り欠き18’が設けられた保持治具15’で挟んで保持し、図5(c1)、(c2)、図6に示すように、これに荷重を付与することができる。   Next, as shown in FIG. 5 (b), the test piece 16 'is sandwiched and held by a holding jig 15' provided with a notch 18 ', and FIGS. 5 (c1), 5 (c2), and 6 are used. As shown, a load can be applied to this.

または、図7に示すように、評価する半導体ウェーハWを切り欠き18’’が設けられた保持治具15’’で保持して(図7(a))、それに荷重を付与することもできる(図7(b1)、(b2))。
この場合も、図7(a)に示すように、所定の結晶方位に対応するエッジ部に荷重が付与されるように半導体ウェーハWを保持する。
Alternatively, as shown in FIG. 7, the semiconductor wafer W to be evaluated can be held by a holding jig 15 ″ provided with a notch 18 ″ (FIG. 7A), and a load can be applied thereto. (FIG. 7 (b1), (b2)).
Also in this case, as shown in FIG. 7A, the semiconductor wafer W is held so that a load is applied to the edge portion corresponding to the predetermined crystal orientation.

上記の図7に示すように試験片を切り出さずに半導体ウェーハWに荷重を付与する場合には、図8(a)、(b)に示すように、半導体ウェーハWを挟まずに、載置台21上に載置して、支持手段25で2点以上で支持して荷重を付与することもできる。ただし、座屈によるたわみ等を考慮すると、図7のように保持治具で挟んで保持した状態で荷重付与する方が好ましい。
また、上記のように試験片に切り出して試験を行う方が、ウェーハ一枚当たりの測定数を増やすことができ、コストダウンも可能となる。
When the load is applied to the semiconductor wafer W without cutting out the test piece as shown in FIG. 7, the mounting table without sandwiching the semiconductor wafer W as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). It is also possible to apply the load by placing it on 21 and supporting it at two or more points by the support means 25. However, in consideration of deflection due to buckling, it is preferable to apply a load in a state of being held by a holding jig as shown in FIG.
In addition, if the test is performed by cutting the test piece as described above, the number of measurements per wafer can be increased, and the cost can be reduced.

上記のような図2、3、8の装置を用いて、従来のように結晶方位に関係なく荷重点を選択して評価を行った場合、結晶の異方性のために、半導体ウェーハの強度のわずかな差異の評価が難しかった。しかし、本発明において、上記のような保持治具を使用して、試験片やウェーハの所定の結晶方位に衝撃、荷重を与えて破壊強度を測定することで、大幅な感度・精度の向上が確認できる。   When the evaluation is performed by selecting the load point regardless of the crystal orientation as in the prior art using the apparatus of FIGS. 2, 3 and 8 as described above, the strength of the semiconductor wafer is caused by the crystal anisotropy. It was difficult to evaluate slight differences in However, in the present invention, by using the holding jig as described above, impact and load are applied to a predetermined crystal orientation of the test piece or wafer, and the fracture strength is measured, thereby greatly improving the sensitivity and accuracy. I can confirm.

例えば特許文献2−4の装置、方法は、強度=繰り返し打撃回数とする評価方法である。しかし、シリコンウェーハ等が脆性材料であることを考慮すると、当該評価方法では繰り返し打撃回数の影響を過大評価しており、評価の精度は低いと考えられる。   For example, the apparatus and method of Patent Documents 2 to 4 are evaluation methods in which strength = the number of repeated hits. However, considering that a silicon wafer or the like is a brittle material, the evaluation method overestimates the effect of repeated hits, and the evaluation accuracy is considered to be low.

上記した本発明による評価は、例えば0.1〜5mm厚のシリコンウェーハの評価に好適であり、また、半導体ウェーハとして利用されているサファイヤやSiC結晶のウェーハにも、ヤング率などの物性には異方性が存在しているため、本発明が好適である。   The above-described evaluation according to the present invention is suitable for evaluation of, for example, a silicon wafer having a thickness of 0.1 to 5 mm. Also, sapphire and SiC crystal wafers used as semiconductor wafers have physical properties such as Young's modulus. The present invention is preferred because of the presence of anisotropy.

以上のような本発明であれば、例えば、最もヘキ開の影響を受けないエッジ部、方向を選んで荷重を付与して評価する等により、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を、ばらつきが小さく、高精度に評価することができる。   In the present invention as described above, for example, by selecting and evaluating the edge portion and direction that are not affected by the cleavage, the variation in the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer is reduced. Can be evaluated with high accuracy.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
評価対象のウェーハとして、低酸素濃度品(品種A)と中酸素濃度品(品種B)を準備し、図2に示す装置を用いて、本発明によりエッジ部の破壊強度を評価した。
低酸素濃度品(品種A)として、0.78mm厚、直径300mm、P−型、酸素濃度12ppma、抵抗率20Ωcmの[100]シリコンウェーハを5枚準備した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
Example 1
As a wafer to be evaluated, a low oxygen concentration product (product type A) and a medium oxygen concentration product (product type B) were prepared, and the breaking strength of the edge portion was evaluated by the present invention using the apparatus shown in FIG.
As a low oxygen concentration product (type A), five [100] silicon wafers having a thickness of 0.78 mm, a diameter of 300 mm, a P-type, an oxygen concentration of 12 ppma, and a resistivity of 20 Ωcm were prepared.

次に、図4に示すように、{110}ヘキ開面からの角度θ=26.5°に対応するエッジ部を含むように、略台形状のシリコン片サンプルを8個作製した。
ウエーハ1枚より略台形状のサンプルを各8個×ウェーハ5枚分より、シリコン片サンプルを40個作製した。
Next, as shown in FIG. 4, eight substantially trapezoidal silicon piece samples were produced so as to include an edge portion corresponding to an angle θ = 26.5 ° from the {110} cleaved surface.
40 pieces of silicon piece samples were prepared from 8 wafers each for approximately trapezoidal samples from one wafer.

中酸素濃度品(品種B)として、0.78mm厚、直径300mm、P−型、酸素濃度14ppma、抵抗率22Ωcmの[100]シリコンウェーハを5枚準備した。
次に、品種Aと同様に、シリコン片サンプルを合計40個作製した。
As a medium oxygen concentration product (product type B), five [100] silicon wafers having a thickness of 0.78 mm, a diameter of 300 mm, a P-type, an oxygen concentration of 14 ppma, and a resistivity of 22 Ωcm were prepared.
Next, a total of 40 pieces of silicon pieces were produced in the same manner as the product A.

「衝撃評価の測定手順」
(1) サンプルの材質・厚み等から基本条件を決定する。この実施例1では、落錘(円柱打撃ピン(軸受け鋼))のサイズを、直径8mm、長さ20mm、重さ8.6gとし、落球治具、スタート時の基準高さ(100cm)、高さの変化水準(10cm)を選択する。
(2) サンプルをシリコン片保持治具により挟んで保持し、それを装置ベース上にセットする。また、円柱打撃ピンを電磁石にセットする。
(3) ロボットコントローラを高さ100cmにセットし、スライダーを上昇させる。そして、電磁石をOFFにして円柱打撃ピンを落下させ、サンプルの{110}ヘキ開面からの角度θ=26.5°に対応するエッジ部に衝撃力を与える。破壊は、サンプルの衝撃部位の表面の亀裂・破断・破砕の有無を肉眼によって判断する。
(4) サンプルが破壊していない場合は、新しいサンプルに交換してセットし、落下高さを一水準(+10cm)を上げる。
(5) 衝撃でサンプルが破壊した場合は、新しいサンプルに交換してセットし、落下高さを一水準(−10cm)を下げる。
(6) そして、前回の試験結果から落下の高さ条件を選択し、(1)−(5)を40回繰り返す。
(7) サンプルの破壊の有無と衝撃力分布から、ステアケース法の計算を行う。
(8) 「50%衝撃破壊エネルギー(E50)、50%衝撃破壊エネルギーの標準偏差(SE)」を算出する。
"Measurement procedure for impact evaluation"
(1) Determine the basic conditions from the material and thickness of the sample. In Example 1, the size of the falling weight (cylindrical striking pin (bearing steel)) is 8 mm in diameter, 20 mm in length, and 8.6 g in weight, and the falling ball jig, the reference height (100 cm) at the start, Select the change level (10 cm).
(2) The sample is sandwiched and held by a silicon piece holding jig and set on the apparatus base. Also, the cylindrical striking pin is set on the electromagnet.
(3) Set the robot controller to a height of 100 cm and raise the slider. Then, the electromagnet is turned off to drop the cylindrical hitting pin, and an impact force is applied to the edge portion corresponding to the angle θ = 26.5 ° from the {110} cleaved surface of the sample. The destruction is judged by the naked eye for the presence or absence of cracks, fractures or fractures on the surface of the impact site of the sample.
(4) If the sample is not destroyed, replace it with a new sample and set it to raise the drop height by one level (+10 cm).
(5) If the sample is destroyed by impact, replace it with a new sample and set it to lower the drop height by one level (-10 cm).
(6) Then, the drop height condition is selected from the previous test result, and (1)-(5) is repeated 40 times.
(7) Calculate the staircase method from the presence or absence of sample breakage and the impact force distribution.
(8) Calculate “50% impact fracture energy (E 50 ), 50% impact fracture energy standard deviation (SE)”.

50%衝撃破壊エネルギー(E50)は、例えば、
50=打撃物質の質量×重力加速度×50%衝撃破壊高さ(H50
から算出することができる。50%衝撃破壊高さ(H50)は、試験数の50%が破壊されると推定される高さである。
The 50% impact fracture energy (E 50 ) is, for example,
E 50 = weight of impact material × gravity acceleration × 50% impact fracture height (H 50 )
It can be calculated from The 50% impact fracture height (H 50 ) is the height at which 50% of the number of tests is estimated to be destroyed.

低酸素濃度品(品種A)の衝撃強度は、以下の測定結果となった。
50%衝撃破壊エネルギー(E50)=0.044J
50%衝撃破壊エネルギーの標準偏差(SE)=0.013J
The impact strength of the low oxygen concentration product (variety A) was as follows.
50% impact fracture energy (E 50 ) = 0.044J
Standard deviation of 50% impact fracture energy (SE) = 0.013J

また、中酸素濃度品(品種B)の衝撃強度は、以下の測定結果となった。
50%衝撃破壊エネルギー(E50)=0.063J
50%衝撃破壊エネルギーの標準偏差(SE)=0.013J
Moreover, the impact strength of the medium oxygen concentration product (variety B) was as follows.
50% impact fracture energy (E 50 ) = 0.063J
Standard deviation of 50% impact fracture energy (SE) = 0.013J

低酸素濃度品(品種A)と中酸素濃度品(品種B)の破壊された破壊強度の分布から、母平均の検定(有意水準0.05)を行うと母平均に有意差が見られた。
また、正規性の検定(x適合度検定)より破壊強度の分布は、正規分布とみなされる。
A significant difference was found in the population mean when the test (significance level 0.05) of the population mean was performed from the distribution of the fracture strength of the low oxygen concentration product (variety A) and the medium oxygen content product (variety B). .
Further, the distribution of fracture strength than a test of normality (x 2 goodness of fit test) is considered to be a normal distribution.

(比較例1)
評価対象のウェーハとして、実施例1と同様の低酸素濃度品(品種A)と中酸素濃度品(品種B)を準備し、図2に示す装置を用いて評価した。
この比較例1では、各ウェーハを{110}ヘキ開との角度θ=任意の角度(0°・10°・20°・30°・40°・50°・60°・70°・80°・90°)の10タイプの条件下で、ダイサーで、十文字にそれぞれ4分割の切断をおこなって、ウェーハ10枚×4個で、合計40個の扇状のサンプルを作製した。これらのサンプルをランダムに測定することで、荷重を加える角度の結晶方位を特定しない従来の試験を再現した。
実施例1と同様に、ただし保持治具は、図5,6に示す保持治具15’を用いて、サンプルのエッジ部の中心に衝撃を与えて、衝撃強度を求めた。
(Comparative Example 1)
As wafers to be evaluated, low oxygen concentration products (variety A) and medium oxygen concentration products (variety B) similar to Example 1 were prepared and evaluated using the apparatus shown in FIG.
In this comparative example 1, the angle θ between each wafer and the {110} cleave = any angle (0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, 70 °, 80 °, (90 °) under 10 types of conditions, a dicer was used to cut each of the four letters into four parts, and 40 fan-shaped samples were produced with 10 wafers × 4 wafers. By measuring these samples at random, a conventional test in which the crystal orientation of the angle at which the load is applied was not specified was reproduced.
As in Example 1, the holding jig used the holding jig 15 ′ shown in FIGS. 5 and 6 to give an impact to the center of the edge portion of the sample to obtain the impact strength.

低酸素濃度品(品種A)の衝撃強度は以下の測定結果となった。
50%衝撃破壊エネルギ(E50)=0.035J
50%衝撃破壊エネルギの標準偏差(SE)=0.028J
The impact strength of the low oxygen concentration product (variety A) was as follows.
50% impact fracture energy (E 50 ) = 0.035J
Standard deviation of 50% impact fracture energy (SE) = 0.028J

中酸素濃度品(品種B)の衝撃強度は以下の測定結果となった。
50%衝撃破壊エネルギ(E50)=0.037J
50%衝撃破壊エネルギの標準偏差(SE)=0.023J
The impact strength of the medium oxygen concentration product (variety B) was as follows.
50% impact fracture energy (E 50 ) = 0.037J
Standard deviation of 50% impact fracture energy (SE) = 0.023J

低酸素濃度品(品種A)と中酸素濃度品(品種B)の破壊された破壊強度の分布から、母平均の検定(有意水準0.05)を行うと、母平均に有意差は見られなかった。
また、正規性の検定(x適合度検定)より、破壊強度の分布は偏りがあり、正規分布とは認められなかった。ヘキ開が原因で、サンプルの破壊強度にばらつきが生じてしまったと考えられる。
From the distribution of the fracture strength of the low oxygen concentration product (variety A) and the medium oxygen concentration product (variety B), when the population average test (significance level 0.05) is performed, there is a significant difference in the population average. There wasn't.
Also, from a test of normality (x 2 goodness of fit test), the distribution of breaking strength is skewed, the normal distribution was observed. It is probable that the fracture strength of the sample has varied due to cleaving.

このように本発明の荷重を加える角度を所定の結晶方位に限定した実施例1では、ウェーハエッジ部の衝撃強度をより子細に統計的に評価することが可能になった。これにより従来の検査機に比べて評価能力の向上の効果が得られた。
また、略台形状に切り出した試験片で試験を行うことができるため、ウェーハ一枚当たりの測定n数を2倍多くすることができ、測定精度の向上と共にコストダウンも可能となる。
As described above, in Example 1 in which the load application angle of the present invention is limited to a predetermined crystal orientation, the impact strength of the wafer edge portion can be more statistically evaluated. As a result, the effect of improving the evaluation ability was obtained as compared with the conventional inspection machine.
In addition, since the test can be performed with a test piece cut out in a substantially trapezoidal shape, the number of measurement n per wafer can be doubled, and the measurement accuracy can be improved and the cost can be reduced.

(実施例2)
評価対象のウェーハとして、低酸素濃度品(品種C)を準備し、図3に示す装置を用いて、本発明により評価した。
低酸素濃度品(品種C)として、0.78mm厚、直径300mm、P−型、酸素濃度10ppma、抵抗率21Ωcmの[100]シリコンウェーハを5枚準備した。
(Example 2)
As a wafer to be evaluated, a low oxygen concentration product (type C) was prepared and evaluated according to the present invention using the apparatus shown in FIG.
As a low oxygen concentration product (product type C), five [100] silicon wafers having a thickness of 0.78 mm, a diameter of 300 mm, a P-type, an oxygen concentration of 10 ppma, and a resistivity of 21 Ωcm were prepared.

次に、1枚のウェーハから、図4に示すように、{110}ヘキ開面からの角度θ=26.5°に対応するエッジ部を含むように、略台形状のシリコン片サンプルを8個作製した。
ウエーハ1枚より略台形状のサンプルを各8個×ウェーハ5枚分より、シリコン片サンプルを合計40個作製した。
Next, as shown in FIG. 4, 8 pieces of substantially trapezoidal silicon piece samples are included from one wafer so as to include an edge portion corresponding to an angle θ = 26.5 ° from a {110} cleaved surface. Individually produced.
A total of 40 pieces of silicon pieces were prepared from 8 wafers each x 8 wafers of approximately trapezoidal samples from one wafer.

これらのサンプルをシリコン片保持治具により挟んで保持して、{110}ヘキ開面からの角度θ=26.5°に対応するエッジ部に荷重を付与して、水平方向静圧荷重方式により図3の装置で試験を行った。測定結果を以下に示す。
機械的強度:MIN680N〜MAX888N
機械的強度の平均値=776N
機械的強度の標準偏差=67N
正規性の検定(x適合度検定)より破壊強度の分布は、正規分布とみなされる。
These samples are sandwiched and held by a silicon piece holding jig, and a load is applied to an edge corresponding to an angle θ = 26.5 ° from the {110} cleaved surface, and a horizontal static pressure load method is used. The test was performed with the apparatus of FIG. The measurement results are shown below.
Mechanical strength: MIN680N to MAX888N
Average mechanical strength = 776 N
Standard deviation of mechanical strength = 67N
Distribution of fracture strength than a test of normality (x 2 goodness of fit test) is considered to be a normal distribution.

(実施例3)
実施例2と同様に、ただし、図8に示すように、ウェーハをそのまま用いて、支持手段により支持しながら荷重を付与した。この場合も、ウェーハにおいて、{110}ヘキ開面からの角度θ=26.5°に対応するエッジ部に荷重を付与して、水平方向静圧荷重方式により図8の装置で試験を行った。測定結果を以下に示す。
(Example 3)
As in Example 2, however, as shown in FIG. 8, a load was applied using the wafer as it was while being supported by the support means. Also in this case, a test was performed with the apparatus shown in FIG. 8 by applying a load to the edge portion corresponding to the angle θ = 26.5 ° from the {110} cleaved surface of the wafer and using a horizontal static pressure load method. . The measurement results are shown below.

機械的強度:MIN703N〜MAX1008N
機械的強度の平均値=806N
機械的強度の標準偏差=105N
Mechanical strength: MIN703N to MAX1008N
Average mechanical strength = 806N
Standard deviation of mechanical strength = 105N

実施例2と実施例3の破壊された破壊強度の分布から、母平均の検定(有意水準0.05)を行うと母平均に有意差は見られなかった。
一方、正規性の検定(x適合度検定)より、実施例3での破壊強度の分布は、偏りがあり正規分布とは認められなかった。
From the fracture strength distributions of Examples 2 and 3, when the population average test (significance level 0.05) was performed, no significant difference was found in the population average.
On the other hand, from a test of normality (x 2 goodness of fit test), the distribution of fracture strength in Example 3, the normal distribution is skewed was observed.

実施例3ではウェーハ全体が荷重によって座屈でたわみが発生してしまい、ばらつきが大きくなってしまったと考えられる。
これらの点から、保持治具で挟んで保持した状態で荷重付与する実施例2の方が優れた評価方法だと考察される。また、実施例3の測定に比べて、実施例2では測定n数を8倍に多くすることができるので、測定精度の向上と共にコストダウンも可能となる。
In Example 3, it is considered that the entire wafer was buckled due to the load, causing a large deflection.
From these points, it is considered that Example 2 in which a load is applied while being held by a holding jig is an excellent evaluation method. In addition, compared to the measurement in Example 3, the number of measurements n can be increased eight times in Example 2, so that the measurement accuracy can be improved and the cost can be reduced.

(比較例2)
評価対象のウェーハとして、低酸素濃度品(品種C)を準備し、図8に示す装置を用いて評価した。
低酸素濃度品(品種C)として、0.78mm厚、直径300mm、P−型、酸素濃度10ppma、抵抗率21Ωcmの[100]シリコンウェーハを10枚準備した。
この比較例2では、各ウェーハについて、{110}ヘキ開との角度θ=任意の角度(0°・10°・20°・30°・40°・50°・60°・70°・80°・90°)の10タイプの位置に荷重を付与して強度を測定することで、荷重を加える角度の結晶方位を特定して行わない従来の試験を再現した。測定結果を以下に示す。
(Comparative Example 2)
As a wafer to be evaluated, a low oxygen concentration product (type C) was prepared and evaluated using the apparatus shown in FIG.
As a low oxygen concentration product (type C), ten [100] silicon wafers having a thickness of 0.78 mm, a diameter of 300 mm, a P-type, an oxygen concentration of 10 ppma, and a resistivity of 21 Ωcm were prepared.
In this comparative example 2, for each wafer, an angle θ with {110} cleaved = an arbitrary angle (0 ° · 10 ° · 20 ° · 30 ° · 40 ° · 50 ° · 60 ° · 70 ° · 80 ° A conventional test in which the crystal orientation of the angle at which the load is applied is not specified and reproduced by applying a load to 10 positions at 90 ° and measuring the strength was reproduced. The measurement results are shown below.

機械的強度:MIN445N〜MAX954N
機械的強度の平均値=645N
機械的強度の標準偏差=183N
Mechanical strength: MIN445N to MAX954N
Average mechanical strength = 645N
Standard deviation of mechanical strength = 183N

従来では、図3,8に示すような特許文献1の装置で、ウェーハ異方性を考慮した荷重点の選別を行っていない。しかし、実施例3と比較例2の破壊強度の分布から、母平均の検定(有意水準0.05)を行うと、母平均にはっきりとした有意差が見られた。ウェーハ異方性が原因であると考えられる。   Conventionally, the apparatus of Patent Document 1 as shown in FIGS. 3 and 8 does not select load points in consideration of wafer anisotropy. However, when the population average test (significance level 0.05) was performed from the fracture strength distributions of Example 3 and Comparative Example 2, a clear significant difference was observed in the population average. This is considered to be due to wafer anisotropy.

このように、半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度評価において、本発明のようにウェーハの異方性を考慮した荷重点の選別を行うことで、ウェーハエッジ部の強度をより子細に統計的に評価することが可能になった。これにより、従来の評価方法に比べて評価能力の向上の効果が得られた。   In this way, in the evaluation of the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer, the strength of the wafer edge portion is statistically evaluated more finely by selecting the load point in consideration of the anisotropy of the wafer as in the present invention. It became possible to do. Thereby, the effect of the improvement of evaluation capability was acquired compared with the conventional evaluation method.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

9…単軸スライダ式ロボット、 10…落錘式衝撃方式の破壊試験機、
11…スライダー、 12…電磁石、 13…円柱打撃ピン、 14…カバー、
15、15’、15’’…保持治具、 16、16’…試験片、
17…装置ベース、 18、18’、18’’…切り欠き、
20…水平方向静圧荷重方式の測定装置、 21…載置台、
22…荷重シャフト、 23…ボンベ、 24…圧力制御バルブ、
W…半導体ウェーハ。
9 ... single axis slider robot, 10 ... falling weight type impact test machine,
11 ... Slider, 12 ... Electromagnet, 13 ... Cylindrical striking pin, 14 ... Cover,
15, 15 ', 15''... holding jig, 16, 16' ... test piece,
17 ... Device base, 18, 18 ', 18''... Notch,
20 ... Measuring device of horizontal hydrostatic load system, 21 ... Mounting table,
22 ... Load shaft, 23 ... Cylinder, 24 ... Pressure control valve,
W: Semiconductor wafer.

Claims (3)

半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価する方法であって、
前記評価する半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度が最も高くなる結晶方位を予め調べておき、該調べられた破壊強度が最も高くなる結晶方位に対応するエッジ部にだけ落錘式衝撃方式又は水平方向静圧荷重方式で荷重を付与して、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。
A method for evaluating the breaking strength of an edge portion of a semiconductor wafer,
The crystal orientation in which the breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer to be evaluated is highest is examined in advance, and the falling weight impact method or the horizontal direction is applied only to the edge portion corresponding to the crystal orientation in which the examined breaking strength is highest. A method for evaluating a semiconductor wafer, comprising applying a load by a hydrostatic load method and evaluating a breaking strength of an edge portion of the semiconductor wafer.
前記評価する半導体ウェーハから、前記破壊強度が最も高くなる結晶方位に対応するエッジ部を含む試験片を切り出し、該試験片を2枚の保持治具により挟んで保持し、該保持した試験片の前記エッジ部に荷重を付与して、前記半導体ウェーハのエッジ部の破壊強度を評価することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハの評価方法。 From the semiconductor wafer to be evaluated, a test piece including an edge portion corresponding to the crystal orientation with the highest fracture strength is cut out and held by sandwiching the test piece with two holding jigs. 2. The semiconductor wafer evaluation method according to claim 1, wherein a load is applied to the edge portion to evaluate a breaking strength of the edge portion of the semiconductor wafer. 前記2枚の保持治具を、前記破壊強度が最も高くなる結晶方位に対応するエッジ部の周辺を露出させる切り欠きを設けたものとすることを特徴とする請求項2に記載の半導体ウェーハの評価方法。 3. The semiconductor wafer according to claim 2, wherein the two holding jigs are provided with a notch exposing a periphery of an edge portion corresponding to a crystal orientation in which the fracture strength is highest . 4. Evaluation method.
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