JP7134566B2 - チップ破壊ユニット、チップの強度の比較方法 - Google Patents

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Description

本発明は、チップの強度を評価する際にチップを破壊するチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法に関する。
デバイスが搭載されたチップは、半導体材料等で形成されたウェーハを分割して形成される。まず、ウェーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ラインを設定し、該分割予定ラインによって区画される領域のそれぞれにＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large-Scale Integrated circuit）等のデバイスを形成する。そして、該分割予定ラインに沿って該ウェーハを分割すると、デバイスを有する個々のチップが形成される。
近年、形成されたチップが搭載される電子機器等の小型化の傾向が著しく、チップ自体に対しても小型化や薄型化のニーズが高まっている。そこで、薄型のチップを形成するために、ウェーハを分割する前にウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化する場合がある。
ところで、形成されたチップに大きな衝撃が加わると、該チップにクラックや割れ等の損傷が生じてデバイスの機能が失われる場合がある。例えば、形成されたチップの抗折強度が小さい場合、該チップに損傷が生じ易い傾向にある。
チップの抗折強度は、例えば、ウェーハを薄化する際に実施された研削により裏面側に形成された凹凸等の形状や、薄化されたウェーハの厚さ、ウェーハを分割した際にチップの外周縁に生じる欠けやクラックの形成状態等により変化する。また、チップの抗折強度は、デバイスのパターンの形状や、デバイスを構成する部材の材質等により変化する。
そこで、抗折強度の高いチップを製造するために、ウェーハを様々な加工条件により加工してチップを試作し、試作した様々なチップの抗折強度を評価する。そして、評価の結果に基づき、より好ましいウェーハの加工条件を選定する。チップの抗折強度を評価する手法には、例えば、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格Ｇ８６－０３０３で規定される３点曲げ（3-Point Bending）法がある。
３点曲げ法では、板状の測定対象物の抗折強度を測定する際に、２つの円柱状の支持体を倒して互いに平行に並べ、該測定対象物を該支持体の側面上に該支持体に対して固定せずに載せる。そして、円柱状の圧子を該２つの支持体の間の該測定対象物の上方に、該２つの支持体に平行に配置する。その後、該圧子により該測定対象物を上方から押圧して破壊し、その時に該測定対象物に加えられていた荷重を該測定対象物の抗折強度として評価する（特許文献１参照）。
特開２０１４－２２２７１４号公報
近年、厚さが３０μｍ以下の極めて薄いチップが製造されている。この極めて薄いチップの抗折強度を評価するために３点曲げ法による測定を実施しようとすると、測定時に圧子でチップを押圧してもチップが撓むばかりでチップを破壊できない。そのため、該チップの抗折強度を測定できないとの問題が生じる。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、薄型のチップの抗折強度を評価する際に、該チップを破壊できるチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、第１の面を有した第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する第２の面を有した第２のチップ支持部と、を有し、該第１のチップ支持部の該第１の面と、該第２のチップ支持部の該第２の面と、の間にＵ字状に湾曲されたチップを挟持できるチップ挟持ユニットと、該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を互いに近接する方向に相対移動させる移動ユニットと、該移動ユニットを作動させて該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を近接する方向に相対移動させる際に生じるチップの破壊を検出する検出ユニットと、を備え、該移動ユニットは、モータを有し、該検出ユニットは、該モータのトルクの変化に基づいてチップの破壊を検出することを特徴とするチップ破壊ユニットが提供される。
本発明の他の一態様によれば、第１の面を有しチップの一端側を支持する第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する第２の面を有し該チップの他端側を支持する第２のチップ支持部と、を有するチップ挟持ユニットと、該チップの破壊を検出する検出ユニットと、を備えるチップ破壊ユニットを用いて得られたチップの強度を複数のチップ間で比較するチップ強度の比較方法であって、チップの一端側と、該一端側とは反対側の他端側と、が互いに対面するように該チップをＵ字状に湾曲させ、該第１のチップ支持部の該第１の面と、該第２のチップ支持部の該第２の面と、の間に湾曲した該チップを挟持するチップ挟持ステップと、該チップ挟持ステップを実施した後、該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を互いに近接する方向に相対移動させる移動ステップと、該移動ステップの実施中に該検出ユニットにより該チップの破壊を検出するチップ破壊検出ステップと、該移動ステップを開始してから該チップの破壊を検出するまでに要した時間、または該チップの破壊を検出した時の該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、のそれぞれの位置に基づいて該チップの強度を得る強度取得ステップと、を含み、複数のチップに対して該チップ挟持ステップと、該移動ステップと、該チップ破壊検出ステップと、該強度取得ステップと、を実施し、得られた各チップの強度を比較する強度比較ステップをさらに含むことを特徴とするチップ強度の比較方法が提供される。
本発明の一態様に係るチップ破壊ユニットは、Ｕ字状に湾曲されたチップを挟持できるチップ挟持ユニットを有する。該チップ破壊ユニットによりチップを破壊する際には、まず、チップ挟持ユニットの第１の面を有する第１のチップ支持部と、第２の面を有する第２のチップ支持部と、の間にチップを挟む。この際、チップをＵ字状に湾曲させておく。そして、移動ユニットを作動させて、該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を互いに近づく方向に相対移動させる。
該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、が互いに近づくと、チップ挟持ユニットに挟持されたチップがより強く湾曲される。該チップが薄型のチップである場合においても、該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、の距離がゼロとなるまでの間に該チップが限界に達し、該チップが破壊される。すなわち、本発明の一態様に係るチップ破壊ユニットは、薄型のチップを破壊できる。
さらに、該チップ破壊ユニットはチップの破壊を検出する検出ユニットを備え、該検出ユニットによりチップに破壊が生じたことを検出できる。そして、例えば、該チップの破壊を検出するまでに要した時間、または該チップの破壊を検出した時の第１のチップ支持部と、第２のチップ支持部と、のそれぞれの位置に基づいて該チップの強度を評価できる。複数のチップを次々に該チップ破壊ユニットにより破壊し、それぞれの強度を評価することにより、該複数のチップの抗折強度を比較できる。
したがって、本発明の一態様によると、薄型のチップの抗折強度を評価する際に、該チップを破壊できるチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法が提供される。
図１（Ａ）は、チップを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、Ｕ字状に湾曲されたチップを模式的に示す斜視図である。 チップ破壊ユニットを模式的に示す側面図である。 図３（Ａ）は、チップ挟持ステップを模式的に示す側面図であり、図３（Ｂ）は、移動ステップを模式的に示す側面図である。 図４（Ａ）は、チップ破壊ステップを模式的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、モータが出力するトルクの時間変化の一例を示すグラフである。 チップ強度の比較方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係るチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係るチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法により破壊されるチップについて説明する。図１（Ａ）は、チップ１を模式的に示す斜視図である。チップ１は、例えば、ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが搭載されたチップを半導体ウェーハから製造するウェーハの加工方法の開発において試作されるチップである。
ウェーハの表面に互いに交差する複数の分割予定ラインを設定し、該分割予定ラインにより区画された各領域にデバイスを形成し、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割すると、デバイスが搭載されたチップを作製できる。該ウェーハの分割は、例えば、円環状の切削ブレードを備えた切削装置、または、ウェーハをレーザ加工するレーザ加工装置において実施される。
該レーザ加工装置は、例えば、ウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って照射し、ウェーハの表面から裏面に至る分割溝をアブレーション加工により形成する。または、該レーザ加工装置は、例えば、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザビームを該分割予定ラインに沿って該ウェーハの所定の高さ位置に集光し、多光子吸収過程により改質層を形成する。該改質層からウェーハの表面及び裏面至るクラックが形成されると、ウェーハが該分割予定ラインに沿って分割される。
該ウェーハは、例えば、ＳｉやＳｉＣ等の半導体材料により形成される。薄型のチップを形成するために、該ウェーハを分割する前に、ウェーハの裏面側が研削されウェーハが所定の厚さに薄化される。ウェーハの研削は、例えば、ウェーハを裏面側から速い速度で研削する粗研削と、ウェーハの裏面を平坦に仕上げる仕上げ研削と、の２つの段階に分けて実施されてもよい。ウェーハは、例えば、研削加工により３０μｍ以下の厚さに薄化される。
さらに、該ウェーハは、研削後に裏面側が研磨されて、より平坦に仕上げられてもよい。また、ウェーハは、該切削装置またはレーザ加工装置により、分割予定ラインに沿って裏面に至らない深さの加工溝が表面に形成され、その後、研削装置により裏面側が研削されて該加工溝の底部が除去されることにより分割されてもよい。
チップの抗折強度は、例えば、ウェーハを薄化する際に実施された研削及び研磨により裏面側に形成された凹凸形状や、薄化されたウェーハの厚さ等により変化する。すなわち、ウェーハの裏面側の加工状態によりチップの抗折強度が変化する。
本実施形態に係るチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法により破壊されるチップ１は、例えば、ウェーハの裏面を加工する好適な加工条件を導出するために試作されるチップである。そして、チップ１は、加工条件によるチップの抗折強度の差を評価するのに適した態様で試作される。
例えば、チップ１は、表面にデバイスが形成されていないウェーハを用いて試作される。ウェーハの裏面側の加工条件の差に起因するチップの強度の差を評価する場合等においては、デバイスが形成されていないチップを試作して強度を評価すれば十分である。デバイスが形成されていないチップを試作し評価する方がコストが低く、効率的である。
例えば、デバイスが形成されていない複数のウェーハを準備し、それぞれ異なる加工条件で裏面側を研削及び研磨し、それぞれのウェーハを同じ所定の厚さにまで薄化し、同じ所定の方法で同じ形状に分割する。次に、各ウェーハにおける互いに対応する位置からチップ１を取得し、それぞれのチップ１の強度を比較する。このように、比較したい加工条件以外の条件を同一にして複数のチップ１を試作し、各チップ１を破壊して強度を比較することにより、チップの抗折強度がより高くなるウェーハの加工条件を導出できる。
また、チップの抗折強度は、ウェーハを分割した際に該チップの外周縁に生じる欠けやクラックの形成状態により変化する。そのため、ウェーハを分割する条件のみを変化させて複数のチップ１を試作し、各チップ１の強度を比較することにより、チップの抗折強度がより高くなるウェーハの加工条件を導出できる。
さらに、チップの抗折強度は、形成されたデバイスのパターンの形状や、デバイスを構成する部材の材質等により変化する。デバイスの形成条件の差による該チップの強度の差を評価する場合、試作され破壊されるチップ１は、それぞれ異なる加工条件により形成されたデバイスを搭載するチップとする。
本実施形態に係るチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法では、チップ１の強度を評価するために該チップ１が破壊される。チップ１は、例えば、図１（Ａ）に示す通り、矩形の板状に形成される。チップ１は、様々な加工条件で試作され強度が測定される。そして、製造されたチップ１の抗折強度が高くなる加工条件が選定される。試作される複数のチップ１の強度を適切に比較できるように、試作されるチップ１は、例えば、横８ｃｍ、縦１ｃｍ、厚さ３０μｍに形成される。
ただし、チップ１はこれに限定されない。該チップ１の形状は、矩形の板状でなくてもよい。また、ウェーハにデバイスを形成する加工条件の差に起因するチップの強度の差を評価する場合以外においても、複数のデバイスが形成されたウェーハをデバイス毎に分割してデバイスを搭載する複数のチップ１を試作し、強度を比較してもよい。
さらに、チップ１は、半導体材料で形成されたウェーハから形成されていなくてもよい。チップ１は、例えば、ホウケイ酸ガラスやソーダガラス等のガラス基板から形成されてもよい。本実施形態に係るチップ破壊ユニット及びチップの強度の比較方法によると、例えば、３点曲げ法において破壊されず、抗折強度が評価しにくい様々なチップ１を破壊できる。
次に、本実施形態に係るチップ破壊ユニットについて説明する。図２は、チップ破壊ユニット２を模式的に示す側面図である。チップ破壊ユニット２は、チップ１を挟持できるチップ挟持ユニット４を備える。
該チップ挟持ユニット４は、第１の面６ａを有した第１のチップ支持部４ａと、第２の面６ｂを有した第２のチップ支持部４ｂと、を有する。第１のチップ支持部４ａの第１の面６ａと、第２のチップ支持部４ｂの第２の面６ｂと、は互いに向かい合った平行な面である。第１のチップ支持部４ａは、チップ１の一端３ａ側を支持でき、第２のチップ支持部４ｂは、チップ１の他端３ｂ側を支持できる。
また、チップ破壊ユニット２は、移動ユニット８を有する。移動ユニット８は、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、のそれぞれの基端側を支持する。該移動ユニット８は、例えば、モータ１０等の動力を備え、チップ挟持ユニット４の第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、を互いに近接する方向に相対移動できる。
例えば、移動ユニット８及びチップ挟持ユニット４は、産業用ロボットアームにより構成される。この場合、移動ユニット８の内部には、例えば、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂが相対移動する方向に沿ったガイドレール（不図示）が設けられる。そして、該ガイドレールには、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、のそれぞれの基端側が該ガイドレールに沿って移動可能に取り付けられる。
さらに、移動ユニット８は、該ガイドレールに対して垂直な方向に沿った回転軸部（不図示）を備えるモータ１０の該回転軸部に嵌め入れられた歯車（不図示）を備える。また、第１のチップ支持部４ａの基端側及び第２のチップ支持部４ｂの基端側に、それぞれ、平板状の棒状部材の一面に複数の歯が形成された形状の部材であるラック（不図示）が該ガイドレールに沿って設けられる。そして、それぞれのラックの該複数の歯が該歯車に噛み合う態様で、２つの該ラックにより該歯車が挟まれる。
モータ１０を作動させて該歯車を回転させると、それぞれのラックが該ガイドレールに沿って互いに反対方向に移動し、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、が互いに近づく。ただし、移動ユニット８の構成はこれに限定されない。例えば、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の一方にのみ該ラックが設けられてもよく、この場合、モータ１０は、ラックが設けられたチップ支持部のみを移動できる。
または、例えば、移動ユニット８の内部には、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂが互いに近づく方向に沿ったボールねじ（不図示）が配される。該ボールねじには、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の一方の基端側に設けられたナット部（不図示）が螺合される。そして、モータ等により該ボールねじを回転させると、該ナット部が移動し、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、が互いに近づく方向に相対移動する。
チップ破壊ユニット２は、例えば、移動ユニット８の筐体側面に、第１のチップ支持部４ａの第１の面６ａと、第２のチップ支持部４ｂの第２の面６ｂと、の距離を示すスケール１２を有する。ただし、チップ破壊ユニット２は、該筐体側面以外の場所にスケール１２を有してもよい。モータ１０等で構成された動力は、例えば、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの間の距離が所定の距離となるように、スケール１２を参照して第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂを相対移動させる。
チップ挟持ユニット４にチップ１を挟持させる前に、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの距離が所定の距離となるように、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂを初期位置に移動させる。そして、図１（Ｂ）に示すようにチップ１をＵ字に湾曲させた状態で、チップ挟持ユニット４の第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの間に該チップ１を挿し入れる。図３（Ａ）に、チップ挟持ユニット４に挟持されたチップ１を模式的に示す。
なお、図３（Ａ）では、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の間の領域にチップ１のすべてが収まらない場合について示されているが、これに限定されない。挿し入れられたチップ１のすべてが該領域に収まるように、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの大きさが設定されてもよく、または、チップ１の形状及び大きさが決定されてもよい。
その後、移動ユニット８のモータ１０等の動力を作動させて第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂを互いに近接する方向に相対移動させると、チップ１がより強く湾曲され、やがてチップ１が湾曲に耐えられずに破壊される。チップ破壊ユニット２は、チップ１の破壊を検出する検出ユニットを備える。
例えば、モータ１０を作動させて第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、を互いに近づける際に、モータ１０から出力されるトルクが監視される。第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、を相対移動させると、チップ１の湾曲が強まる。チップ１が強く湾曲される程、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂが受けるチップ１の反発力が強くなる。そのため、チップ１の反発力を抑えてさらにチップ１を湾曲させるために、モータ１０が出力するトルクは増大していく。
そして、チップ１が湾曲に耐えられずにチップ１に損傷が生じると、チップ１が発生させる該反発力が急速に小さくなり、モータ１０が出力するトルクが急激に低下する。そのため、モータ１０が出力するトルクの変化を監視することにより、チップ１に生じた破壊を検出できる。すなわち、チップ１の破壊を検出する検出ユニットは、例えば、モータ１０のトルクを測定する。
ただし、チップ破壊ユニット２が備える検出ユニットは、これに限定されず、他の方法によりチップ１の破壊を検出してもよい。例えば、チップ破壊ユニット２は、該検出ユニットとして振動センサを備えてもよい。この場合、チップ１の破壊に伴いチップ１からチップ破壊ユニット２に伝わる振動を該振動センサにより観測することにより該検出ユニットはチップ１の破壊を検出できる。
さらに、該検出ユニットは、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの間に配されるカメラユニットでもよい。この場合、該カメラユニットによりチップ１の湾曲部を撮影し、該カメラユニットにより撮影された映像によりチップ１の破壊を検出してもよい。
また、検出ユニットは、観測されたモータ１０のトルク、または、該振動センサで観測された振動データ等の情報をチップ破壊ユニット２の使用者に提示し、後に該使用者が該情報を参照してチップ１に破壊が生じたタイミングを判定し入力できる情報端末でもよい。または、チップ破壊ユニット２の使用者が目視によりチップ１の破壊を検出してもよく、チップ破壊ユニット２が備える検出ユニットは、チップ１の破壊を検出した際に該使用者が押すボタン、または、該使用者が操作する情報端末等でもよい。
次に、本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法について説明する。該チップ１の強度の比較方法では、例えば、上述のチップ破壊ユニット２が使用され、複数のチップ１の抗折強度が比較される。図５は、該チップ１の強度の比較方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。
該チップ１の強度の比較方法では、まず、チップ挟持ステップＳ１を実施する。チップ挟持ステップＳ１では、まず、強度の測定対象となる最初のチップ１を準備する。そして該チップ１の一端３ａ側と、該一端３ａ側とは反対側の他端３ｂ側と、が互いに対面するように該チップ１をＵ字状に湾曲させる。図１（Ｂ）に、Ｕ字状に湾曲させたチップ１を模式的に示す。
チップ挟持ステップＳ１では、次に、チップ１の湾曲部分がチップ破壊ユニット２の第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの間に収まるように、第１のチップ支持部４ａの第１の面６ａと、該第２のチップ支持部４ｂの第２の面６ｂと、の間に湾曲した該チップ１を挟持する。図３（Ａ）は、チップ挟持ステップＳ１を模式的に示す側面図である。
なお、後述の通り、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、を近づけてチップ１の湾曲の程度を大きくすると、チップ１が変形し、第１の面６ａ及び第２の面６ｂに接触する該チップ１の裏面１ｂの面積が増大する。これに伴い、チップ１の湾曲部分が移動ユニット８の筐体に近づく。そこで、チップ挟持ステップＳ１では、チップ１の湾曲の程度を大きくする際にチップ１が移動ユニット８の筐体に接触しない位置にチップ１を位置付ける。
また、図３（Ａ）には、チップ１の一端３ａ及び他端３ｂよりもチップ１の湾曲部分が移動ユニット８の筐体に近くなる向きでチップ１をチップ挟持ユニット４に挟持させる場合が示されているが、本実施形態に係るチップの強度の比較方法はこれに限定されない。チップ挟持ステップＳ１では、チップ１の湾曲部分が移動ユニット８の筐体から比較的遠くなる向きでチップ１が挟持されてもよい。
この場合、チップ１が破壊される際に、チップ１の湾曲部分のすべてが第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の間の領域の外に位置していると、チップ１が所定の形状で湾曲されず、チップ１の強度を正しく取得できない。そのため、チップ１が破壊される際に、チップ１の湾曲部分の該一端３ａに最も近い部分と、該他端３ｂに最も近い部分と、のいずれもが第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の間の領域に位置するように、チップ１が挟持される。
好ましくは、いずれの向きでチップ１が挟持される場合においても、仮にチップ１が破壊されずに両チップ支持部４ａ，４ｂが限りなく近づく際に、両チップ支持部４ａ，４ｂの間の該領域にチップ１の湾曲部分が収まるように、チップ１が挟持される。
該チップ挟持ステップＳ１を実施した後、本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法では、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、を互いに近接する方向に相対移動させる移動ステップＳ２（図５参照）を実施する。図３（Ｂ）は、移動ステップＳ２を模式的に示す側面図である。
図３（Ｂ）には、移動ステップＳ２の一例として、チップ挟持ユニット４の第１のチップ支持部４ａを第２のチップ支持部４ｂに近づけるように移動させる場合が示されている。以下、第１のチップ支持部４ａを移動させる場合を例に説明する。図３（Ｂ）に示される通り、移動ステップＳ２では、第１のチップ支持部４ａが初期位置４ｃから移動するのに伴い、チップ１の湾曲の程度が強められている。例えば、移動ステップＳ２では、第１のチップ支持部４ａを一定の速度で移動させる。
なお、本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法では、例えば、移動ステップＳ２を実施している間にモータ１０が出力するトルクが監視される。図４（Ｂ）は、モータ１０が出力するトルクの時間変化の一例を示すグラフである。図４（Ｂ）に示すグラフ１４において、時間ｔ０は、移動ステップＳ２を開始した時間である。図４（Ｂ）に示す通り、該トルクは時間が経過するにつれて増大する。これは、チップ１の湾曲が強まり、チップ１から生じる反発力が増大するためである。
本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法では、該移動ステップＳ２の実施中にチップ破壊ユニット２の検出ユニットによりチップ１の破壊を検出するチップ破壊検出ステップＳ３が実施される。図４（Ａ）は、チップ破壊検出ステップＳ３を模式的に示す側面図である。
移動ステップＳ２を継続し、チップ挟持ユニット４の第１のチップ支持部４ａをさらに第２のチップ支持部４ｂに近づけると、チップ１が湾曲に耐えられず、チップ１の一部が破壊される。例えば、裏面１ｂ側に亀裂が生じる。この際、チップ１の湾曲に対する反発力が急速に低下するため、移動ユニット８のモータ１０が出力するトルクもまた急速に低下する。
図４（Ｂ）に示すグラフ１４では、時間ｔ１においてモータ１０が出力するトルクが急速に低下している。チップ破壊ユニット２の検出ユニットは、このトルクの急速な低下を検出することによりチップ１に破壊が生じたことを検出する。すなわち、チップ１に破壊が生じたことが時間ｔ１において検出される。このように、チップ破壊検出ステップＳ３では、チップ１の破壊を検出する。なお、チップ破壊検出ステップＳ３では、他の方法によりチップ１の破壊が検出されてもよい。
本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法では、次に、チップ１の強度を得る強度取得ステップＳ４を実施する。なお、強度取得ステップＳ４では、チップ１の抗折強度を示す絶対的な数値が取得される必要はない。強度取得ステップＳ４で取得されるチップ１の強度とは、複数の種類のチップ１の抗折強度の大小関係を相対的に評価できる形式で示されたチップ１の強度に関する情報をいう。
強度取得ステップＳ４では、例えば、移動ステップＳ２を開始してからチップ破壊検出ステップＳ３においてチップ１の破壊が検出されるまでに要した時間に基づいてチップ１の強度を評価する。
複数のチップ１を同様に破壊する際、第１のチップ支持部４ａの初期位置４ｃと、第１のチップ支持部４ａの移動速度と、を一定とすることにより、チップ１の破壊を検出するまでに要した時間に基づいてチップ１の強度を評価できる。例えば、破壊が検出されるまでに要する時間が比較的長いチップ１は、破壊が検出されるまでに要する時間が比較的短いチップ１よりも抗折強度が高いと言える。
または、強度取得ステップＳ４では、例えば、チップ破壊検出ステップＳ３においてチップ１の破壊が検出された時のチップ挟持ユニット４の第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、のそれぞれの位置に基づいてチップ１の強度を評価する。チップ１の破壊が検出された際の第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、のそれぞれの位置は、スケール１２を用いて測定される。
抗折強度が高いチップ１は、抗折強度が低いチップ１と比較して、破壊が生じる際の湾曲の程度は大きくなる。そして、チップ１の湾曲の程度は、第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の間の距離により決まる。該距離は、第１のチップ支持部４ａ及び第２のチップ支持部４ｂの位置に基づいて算出される。例えば、破壊が生じる際の第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の距離が小さいチップ１は、該距離が大きいチップ１よりも抗折強度が高いと言える。
なお、強度取得ステップＳ４はこれに限定されず、他の方法によりチップ１の強度が得られてもよい。
本実施形態に係るチップ１の強度の比較方法では、一つのチップ１に対してチップ挟持ステップＳ１と、移動ステップＳ２と、チップ破壊検出ステップＳ３と、強度取得ステップＳ４と、を実施した後、他のチップ１に対して同様にこれらのステップを実施する。そして、抗折強度の比較の対象となるすべてのチップ１に対してこれらのステップを実施した後、強度比較ステップＳ５を実施する。
強度比較ステップＳ５において各チップ１の抗折強度を高精度に比較するために、チップ挟持ステップＳ１及び移動ステップＳ２は、各チップ１に対して同様の条件で実施されるのが好ましい。例えば、各チップ挟持ステップＳ１において、第１のチップ支持部４ａの第１の面６ａに接触するチップ１の裏面１ｂの領域を一致させるのが好ましい。また、第２のチップ支持部４ｂの第２の面６ｂに接触するチップ１の裏面１ｂの領域を一致させるのが好ましい。
強度比較ステップＳ５では、強度取得ステップＳ４において取得された各チップ１の強度を比較する。強度取得ステップＳ４において、各チップ１に破壊が生じた際の第１のチップ支持部４ａと、第２のチップ支持部４ｂと、の位置に基づいて算出される互いの距離が各チップ１の強度として取得される場合を例に説明する。この場合、該距離が最も小さくなるチップ１が各チップ１の中で最も抗折強度が高いと評価できる。
例えば、サンプルＡ、サンプルＢ、及びサンプルＣの３つのチップ１の抗折強度を比較する場合、強度取得ステップＳ４で取得された各チップ１の破壊時における該距離が、それぞれ、１０ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍであるとする。この場合、該距離が最も小さく、チップ１に破壊が生じたときの該チップ１の湾曲の程度が最も大きいサンプルＢが、３つのチップ１の中で最も抗折強度が高いと判定できる。
なお、強度比較ステップＳ５では、強度取得ステップＳ４において他の形式で取得された各チップ１の強度に基づいて各チップ１の抗折強度を比較してもよい。
以上に説明する通り、本実施形態に係るチップ破壊ユニット２及びチップ１の強度の比較方法によると、３点曲げ法等の方法により破壊できない複数のチップ１を破壊できる。そして、これらのチップ１の強度を比較することにより、チップ１の抗折強度が比較的高くなるウェーハの加工条件を選定できる。そのため、該加工条件でウェーハを加工してチップ１を形成することで、抗折強度が比較的高いチップ１を製造できる。
なお、本発明は、上記の実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施できる。例えば、本発明の一態様に係るチップ破壊ユニット２は、さらに、タブレット型端末やコンピュータ等との間で電気信号を送受信する接続部を備えてもよい。この場合、チップ破壊ユニット２は、該接続部を介して該タブレット端末に有線または無線により接続される。
チップ破壊ユニット２は、モータ１０が出力するトルクの変化や、チップ１の強度に関する情報を該タブレット端末等に送信しもてよい。該タブレット端末等では、これらの情報を該チップ破壊ユニット２の使用者が適宜参照できるように、これらの情報が表示される。
また、チップ破壊ユニット２は、検出ユニットによりチップ１の破壊が検出された際に、該タブレット端末等に該破壊が検出されことを示す情報を送信してもよい。そして、該タブレット端末等では、該情報を受信した際にチップ破壊ユニット２の使用者に対してチップ１に破壊が生じたことをブザー音等で報知してもよい。
そして、本発明の一態様に係るチップ１の強度の比較方法は、さらに、情報をタブレット型端末やコンピュータ等に送信する情報送信ステップを含んでもよい。該情報送信ステップでは、移動ステップＳ２において観測されるモータ１０のトルク等の情報や、強度取得ステップＳ４において取得された複数のチップ１の強度に関する情報が該タブレット端末等に送信される。
さらに、チップ破壊ユニット２は、該チップ破壊ユニット２の使用者等により持ち運び可能でもよく、図２等に示される向き以外の向きで使用されてもよい。例えば、第１のチップ支持部４ａの第１の面６ａと、第２のチップ支持部４ｂの第２の面６ｂと、が鉛直方向に沿うように向けられた状態でチップ破壊ユニット２が使用されてもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１ チップ
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ａ 一端
３ｂ 他端
２ チップ破壊ユニット
４ チップ挟持ユニット
４ａ，４ｂ チップ支持部
４ｃ 初期位置
６ａ，６ｂ 面
８ 移動ユニット
１０ モータ
１２ スケール
１４ グラフ

Claims (2)

  1. 第１の面を有した第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する第２の面を有した第２のチップ支持部と、を有し、該第１のチップ支持部の該第１の面と、該第２のチップ支持部の該第２の面と、の間にＵ字状に湾曲されたチップを挟持できるチップ挟持ユニットと、
    該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を互いに近接する方向に相対移動させる移動ユニットと、
    該移動ユニットを作動させて該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を近接する方向に相対移動させる際に生じるチップの破壊を検出する検出ユニットと、
    を備え、
    該移動ユニットは、モータを有し、
    該検出ユニットは、該モータのトルクの変化に基づいてチップの破壊を検出す ることを特徴とするチップ破壊ユニット。
  2. 第１の面を有しチップの一端側を支持する第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する第２の面を有し該チップの他端側を支持する第２のチップ支持部と、を有するチップ挟持ユニットと、
    該チップの破壊を検出する検出ユニットと、
    を備えるチップ破壊ユニットを用いて得られたチップの強度を複数のチップ間で比較するチップ強度の比較方法であって、
    チップの一端側と、該一端側とは反対側の他端側と、が互いに対面するように該チップをＵ字状に湾曲させ、該第１のチップ支持部の該第１の面と、該第２のチップ支持部の該第２の面と、の間に湾曲した該チップを挟持するチップ挟持ステップと、
    該チップ挟持ステップを実施した後、該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、を互いに近接する方向に相対移動させる移動ステップと、
    該移動ステップの実施中に該検出ユニットにより該チップの破壊を検出するチップ破壊検出ステップと、
    該移動ステップを開始してから該チップの破壊を検出するまでに要した時間、または該チップの破壊を検出した時の該第１のチップ支持部と、該第２のチップ支持部と、のそれぞれの位置に基づいて該チップの強度を得る強度取得ステップと、を含み、
    複数のチップに対して該チップ挟持ステップと、該移動ステップと、該チップ破壊検出ステップと、該強度取得ステップと、を実施し、得られた各チップの強度を比較する強度比較ステップをさらに含むことを特徴とするチップ強度の比較方法。
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