JP7134567B2 - 破壊試験装置、及び破片回収方法 - Google Patents

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Description

本発明は、チップを破壊して該チップの性質を解析する際に使用される破壊試験装置及び破壊されたチップの破片を回収する破片回収方法に関する。
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）。
さらに、チップがどのように破壊されていくか、破壊が進行する過程や仕組みが明らかであると、抗折強度が高く破壊されにくいチップを製造できる加工条件を導出するのに有利である。３点曲げ法によりチップの破壊が進行する過程については、これまでに多数の解析がなされており、その仕組みも明らかとなっている。
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。そこで、極めて薄いチップでも破壊できる方法の開発が望まれる。特定の方法により極めて薄いチップを破壊できれば、チップの強度を評価できる。
そして、３点曲げ法以外の方法によりチップを破壊する場合、抗折強度が高く破壊されにくいチップを製造できる加工条件を導出するために、該方法においてチップの破壊が進行する過程が解析されることが望まれる。チップの破壊が進行する過程や仕組みを解析するには、該方法により破壊されたチップの破片を回収し、各破片の大きさや形状を解析することが考えられる。特に、各破片の分散状況が把握できる態様で各破片を回収できると、該チップの破壊が進行する過程や仕組みを解析する際に有利となる。
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、破壊されたチップの破片を回収できる破壊試験装置、及び破片回収方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、チップを破壊できるチップ破壊ユニットと、該チップ破壊ユニットの下方に配設され、チップ破壊ユニットにより破壊された該チップの破片を保持する破片保持面を表面に有する破片回収ユニットと、を備え、該破片回収ユニットは、粘着性を有し落下した該チップの破片を保持する粘着シートを該破片保持面に備え、該チップ破壊ユニットは、破壊されるチップの破壊起点が該破片回収ユニットの該破片保持面に対面するように該チップを破壊することを特徴とする破壊試験装置が提供される。
好ましくは、該破片回収ユニットの該破片保持面は、水平面に沿う。
また、好ましくは、該チップ破壊ユニットは、鉛直方向に沿った第１の面を有した第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する鉛直方向に沿った第２の面を有した第２のチップ支持部と、を有し、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、を備える。
さらに、好ましくは、該破片回収ユニットの該破片保持面には、複数の該粘着シートが積層されており、該複数の該粘着シートは、個々に剥離可能である。
また、本発明の他の一態様によれば、チップを破壊することで生成された該チップの破片を回収する破片回収方法であって、表面に破片保持面を有し、該チップの破片を保持する粘着シートを該破片保持面に備える破片回収ユニットを準備する破片回収ユニット準備ステップと、該破片回収ユニットの上方でチップを破壊する破壊ステップと、該破壊ステップで破壊された該チップの破片が落下して該破片回収ユニットの破片保持面の該粘着シートに付着することで該チップの破片を回収する回収ステップと、を備えることを特徴とする破片回収方法が提供される。好ましくは、該破片回収ユニットの該破片保持面には、複数の該粘着シートが積層されており、該回収ステップでは、該チップの破片が付着した最上層の該粘着シートを剥離して次の該粘着シートを露出する。
本発明の一態様に係る破壊試験装置は、チップを破壊するチップ破壊ユニットの下方に破片回収ユニットを備える。該破片回収ユニットは、チップ破壊ユニットにより破壊された該チップの破片を保持する破片保持面を表面に有する。該破壊試験装置を使用してチップを破壊する際には、まずチップ破壊ユニットにチップを搬入し、該チップ破壊ユニットに該チップを破壊させる。
チップ破壊ユニットにより破壊されたチップから生じた破片は下方に落下し、破片回収ユニットの破片保持面上に分散されて、該破片回収ユニットに保持される。本発明の一態様に係る破壊試験装置及び破片回収方法によると破壊されたチップの各破片を回収できるため、その後、各破片を観察することにより各破片の大きさや形状、チップが破壊される前の該チップにおける位置等に関する情報を取得できる。これらの情報は、チップが破壊される過程を解析するのに有用である。
また、チップが破壊され下方に落下する際、各破片は破壊の過程を反映して分散する。本発明の一態様に係る破壊試験装置及び破片回収方法では、各破片の相対的な位置関係が該破片保持面上に保存されるため、該破片保持面に保持された各破片の分散状況をも解析できる。そのため、チップが破壊される過程や仕組みをより詳細に解析できる。
したがって、本発明の一態様によると、破壊されたチップの破片を回収できる破壊試験装置、及び破片回収方法が提供される。
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。 チップ破壊試験装置を模式的に示す斜視図である。 チップ破壊試験装置のチップ挟持ユニットに挟持されたチップを模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、移動ユニットを作動させてチップの湾曲の程度を増大させる様子を模式的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、チップの破壊時の様子を模式的に示す側面図である。 図５（Ａ）は、チップの破片を回収した破片回収ユニットを模式的に示す上面図であり、図５（Ｂ）は、破壊されたチップの残存部が破片保持面に貼着された破片回収ユニットを模式的に示す上面図である。 図６（Ａ）は、破片回収ユニットと、チップと、の一例を模式的に示す上面図であり、図６（Ｂ）は、破片回収ユニットと、チップと、の一例を模式的に示す断面図である。 破片回収方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
本実施形態に係る破壊試験装置、及び破片回収方法について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る破壊試験装置及び破片回収方法において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。また、チップの抗折強度は、ウェーハに形成されるデバイスの構造物の材質、形状、及び位置により変化し、さらに、ウェーハを分割する際の加工条件等により変化する。
本実施形態に係る破壊試験装置、及び破片回収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。例えば、チップ１は、着目される特定の加工条件の変化によるチップの抗折強度の変化を評価し、破壊が進行する過程の変化を解析するのに適した態様で試作される。
例えば、ウェーハの裏面側を加工する加工条件に着目して抗折強度が比較的高いチップを作製できる加工条件を得ようとする場合等においては、デバイスが形成されたチップを試作する必要はない。この場合、デバイスが形成されていないチップ１を試作して抗折強度を評価すれば十分であり、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。デバイスが形成されていないウェーハを使用するとコストを低く抑えられ、効率的である。
本実施形態に係る破壊試験装置、及び破片回収方法では、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破壊される。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、チップ１の表面１ａには、デバイスが形成されていなくてもよい。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。本実施形態に係る破壊試験装置、及び破片回収方法によると、例えば、３点曲げ法において破壊されにくい様々なチップ１を破壊できる。
次に、本実施形態に係る破壊試験装置ついて説明する。図２は、破壊試験装置２を模式的に示す斜視図である。破壊試験装置２は、チップ１を破壊できるチップ破壊ユニット４と、チップ破壊ユニット４の下方に配設された破片回収ユニット１２と、を備える。チップ破壊ユニット４は、チップ１を挟持できるチップ挟持ユニット６を有する。
チップ挟持ユニット６は、鉛直方向に沿った第１の面８ａを有した第１のチップ支持部６ａと、鉛直方向に沿った第２の面８ｂを有した第２のチップ支持部６ｂと、を有する。第１のチップ支持部６ａの第１の面８ａと、第２のチップ支持部６ｂの第２の面８ｂ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６ａは、Ｕ字状に湾曲されたチップ１の一端３ａ側を支持でき、第２のチップ支持部６ｂは、チップ１の他端３ｂ側を支持できる。
第１のチップ支持部６ａの第１の面８ａと、第２のチップ支持部６ｂの第２の面８ｂと、には、シリコーン樹脂等の弾性部材や、チップ１の静電吸着機構等が配設されてもよい。両チップ支持部６ａ，６ｂに該弾性部材や該静電吸着機構等が配設されると、挟持されたチップ１の滑りが抑制され、さらに、破壊された後のチップ１が両チップ支持部６ａ，６ｂにより引き続き保持されやすくなる。
また、チップ破壊ユニット４は、移動ユニット１０を有する。移動ユニット１０は、第１のチップ支持部６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、のそれぞれの基端側（上端側）を支持する。該移動ユニット１０は、例えば、モータ等の動力（不図示）を備え、チップ挟持ユニット６の第１のチップ支持部６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、を互いに近接する方向に相対移動できる。
第１のチップ支持部６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、の間にＵ字状に湾曲されたチップ１を配設し、移動ユニット１０により第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂを互いに近接する方向に移動させてチップ１の湾曲の程度を強めると、やがてチップ１が破壊される。本発明の一態様に係る破壊試験装置２では、３点曲げ法により実現可能な湾曲の程度を超えてチップ１を湾曲できるため、３点曲げ法により破壊できないチップ１を破壊できる。
例えば、移動ユニット１０及びチップ挟持ユニット６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１０の内部には、例えば、第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂ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６ａと、第２のチップ支持部６ｂ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１０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６ａの基端側及び第２のチップ支持部６ｂ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。
該モータ等の動力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６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、が互いに近づく。ただし、移動ユニット１０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６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、の一方にのみ該ラックが設けられてもよく、この場合、モータ等の動力は、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１０の内部には、第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂ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６ａと、第２のチップ支持部６ｂ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６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、が互いに近づく方向に移動する。
チップ破壊ユニット４は、例えば、移動ユニット１０の筐体側面に、第１のチップ支持部６ａの第１の面８ａと、第２のチップ支持部６ｂの第２の面８ｂと、の距離を示すスケールを有してもよい。モータ等で構成された動力は、例えば、第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂの間の距離が所定の距離となるように、該スケールを参照して第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂを相対移動させてもよい。
破片回収ユニット１２は、例えば、チップ破壊ユニット４の所定の距離下方に配設され、水平面に沿った平板状の基台１４と、該基台１４の上面に配設された粘着シート１６と、を備える。破片回収ユニット１２と、チップ破壊ユニット４と、は支持部材により該所定の距離を保ちながら支持されてもよい。該粘着シート１６の上面は粘着性を有し、チップ１の破片を保持する破片保持面１８となる。チップ破壊ユニット４によりチップ１を破壊すると、チップ１の破片が落下して破片回収ユニット１２の破片保持面１８に到達し、該破片が破片保持面１８に保持される。
チップ１を破壊する際、チップ１の湾曲部分の外側に破壊起点１ｃ（図４（Ｂ）参照）が生じ、該破壊起点１ｃから破片が分散される。チップ１をチップ挟持ユニット６に挟持させる際には、各破片を適切に回収するために破壊起点１ｃを破片保持面１８に対面させる。
チップ破壊ユニット４によりチップ１が破壊された際に発生する破片は、破片回収ユニット１２の破片保持面１８上に分散される。このとき、各破片の形状や大きさ、分散状況等は、チップ１の構造やチップ１の破壊方法等により変化する。
そのため、チップ破壊ユニット４によるチップ１の破壊方法を一定とすれば、発生する破片の大きさや形状等には無視できない程度の再現性が現れる。特に、チップ破壊ユニット４と、破片回収ユニット１２と、の距離が所定の距離となるように離間させ、チップ１をチップ挟持ユニット６に所定の位置で挟持させると、破片保持面１８に貼着される各破片の相対位置にも無視できない程度の再現性が現れる。
チップ１を破壊した後、各破片の大きさや形状だけでなく、破片保持面１８における各破片の相対位置を解析することにより各破片がチップ１のどの部分から生じたものであるかに関する情報が得られる。該情報が得られると、抗折強度の高いチップ１を形成するためのウェーハの加工条件をさらに詳細に検討できる。
破片回収ユニット１２は、各破片の相対的な位置関係を保ちながら各破片を回収できるため、各破片の分散状況を保存できる。そして、破片保持面１８上に破片が分散された後に粘着シート１６を基台１４から剥離させると、各破片の分散状況を保存しながら各破片を搬送できる。そのため、各破片が貼着された粘着シート１６を各種の解析を適切に実施できる場所に搬送することにより、より精度の高い解析が可能となる。
さらに、基台１４の上面には複数の粘着シート１６が積層され、該複数の粘着シート１６は個々に剥離可能となっていてもよい。この場合、チップ破壊ユニット４により破壊されたチップ１の破片が貼着された最上層の粘着シート１６を剥離させると次の粘着シート１６が上方に露出されるため、次のチップ１の破壊試験の準備が容易となる。
なお、破壊試験装置２は、チップ１が破壊されたことを検出する検出ユニットを備えても良い。例えば、該検出ユニットは移動ユニット１０のモータ等の動力に接続されており、モータから出力されるトルクを監視する。チップ１の湾曲が強まる程、第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂが受けるチップ１の反発力が強くなるため、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、該モータ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、モータが出力するトルクが急激に低下する。そのため、モータ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。
ただし、該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の破壊が検出されてもよい。例えば、破壊試験装置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の破壊に伴い破壊試験装置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６ａ及び第２のチップ支持部６ｂの間に配された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、破壊試験装置２は、検出ユニットを備えなくてもよく、該破壊試験装置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い。
該検出ユニットによりチップ１の破壊を検出できると、チップ１の破壊が生じた際の第１のチップ支持部６ａと、第２のチップ支持部６ｂと、の距離等からチップ１の破壊が生じた際のチップ１の湾曲の程度に関する情報が得られる。そして、該情報からチップ１の抗折強度の評価が可能となる。チップ１の抗折強度を評価できると、チップ１の製造方法と、チップ１の抗折強度と、の関係性が得られるため、抗折強度の高いチップ１の製造方法を導出する際に有利である。
次に、チップ１を破壊することで生成された破片を回収する本実施形態に係る破片回収方法について説明する。該破壊回収方法は、例えば、図２に示す破壊試験装置２により実施される。図７は、該破片回収方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。以下、該破片回収方法の各ステップについて詳述する。
本実施形態に係る破片回収方法では、まず、表面に破片保持面１８を有する破片回収ユニット１２を準備する破片回収ユニット準備ステップＳ１を実施する。破片回収ユニット準備ステップＳ１では、例えば、破壊試験装置２の基台１４の上に粘着シート１６を配設する。そして、破片回収ユニット１２の上方のチップ破壊ユニット４によりチップ１を破壊する準備をする。
破片回収ユニット準備ステップＳ１の次に、チップ破壊ユニット４のチップ挟持ユニット６にチップ１を挟持させるチップ挟持ステップＳ２を実施してもよい。チップ挟持ステップＳ２では、チップ挟持ユニット６を移動ユニット１０により操作し、第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂを互いに所定の距離離間した初期位置に相対移動させる。以下、第１のチップ支持部６ａのみを移動させ、第２のチップ支持部６ｂを固定する場合を例に説明する。
その後、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６の第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂ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６に挟持されたチップ１を模式的に示す。
なお、後にチップ１が破壊され破片が分散される際に、チップ１が挟持される位置による破片の分散状況への影響を概略一定とするために、チップ１が挟持される位置は常に一定の位置とされることが望ましい。複数のチップ１を破壊して、それぞれ、破片を回収して分散状況を解析する際に、チップ１が挟持される位置が一定であると、それぞれのチップ１が破壊される過程の解析する際に該位置の差による分散状況への影響を除外しやすくなる。
また、後述の通り、第１のチップ支持部６ａと、第２のチップ支持部６ｂ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８ａ及び第２の面８ｂに接触するチップ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１０の筐体から離れる。
そこで、チップ挟持ステップＳ２では、チップ１の湾曲の程度を大きくしてチップ１を破壊する際に、チップ１が両チップ支持部６ａ，６ｂの間の領域から脱しない位置にチップ１を位置付ける。好ましくは、仮にチップ１が破壊されずに両チップ支持部６ａ，６ｂが限りなく近づく場合においても両チップ支持部６ａ，６ｂ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。
本実施形態に係る破片回収方法では、次に、破片回収ユニット１２の上方でチップ１を破壊する破壊ステップＳ３を実施する。該破壊ステップＳ３では、移動ユニット１０を作動させて第１のチップ支持部６ａ及び第２のチップ支持部６ｂを互いに近接する方向に相対移動させる。図４（Ａ）は、第１のチップ支持部６ａを初期位置６ｃから移動させて第２のチップ支持部６ｂに近づける様子を模式的に示す側面図である。
第１のチップ支持部６ａを第２のチップ支持部６ｂに近づけると、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。図４（Ｂ）は、チップ１の湾曲部分が破壊され、チップ１の破壊起点１ｃから破片１ｄが飛散する様子を模式的に示す側面図である。
本実施形態に係る破片回収方法では、次に、該破壊ステップＳ３で破壊されたチップ１の破片が落下して該破片回収ユニット１２の破片保持面１８に付着することで破片を回収する回収ステップＳ４を実施する。図４（Ｂ）に示す通り、チップ１が破壊された際に破壊起点１ｃから生じたチップ１の破片１ｄは、破片回収ユニットの破片保持面１８上に分散される。
図５（Ａ）は、チップ１の破片１ｄが破片保持面１８上に分散された破片回収ユニット１２を模式的に示す上面図である。破片保持面１８は、例えば、粘着シート１６の粘着面であり、破片保持面１８上に分散された破片１ｄは粘着シート１６に貼着される。
破片保持面１８における各破片１ｄの分散状況は、チップ１が破壊される前のチップ１における位置や、チップ１の破壊過程により変化する。そのため、破片保持面１８における各破片１ｄの相対位置を解析すると、チップ１の破壊過程に関する情報を得るのに有利となる。例えば、破片１ｄが貼着された粘着シート１６を破片回収ユニット１２の基台１４から剥離させると、各破片１ｄの相対的な位置関係を保ちながら各破片１ｄを搬送できるため、例えば、破片１ｄの解析に適した場所へ破片１ｄを搬送できる。
さらに、回収ステップＳ４では、破片保持面１８に、第１のチップ支持部６ａに支持されたチップ１の一端３ａ側と、第２のチップ支持部６ｂに支持されたチップ１の他端３ｂ側と、が貼着されてもよい。図５（Ｂ）は、破片１ｄが分散された箇所の近傍に、チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、が貼着された破片回収ユニット１２を模式的に示す上面図である。なお、チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、は、破壊試験装置２の操作者の手作業により破片保持面１８上に貼着されてもよい。
破壊されたチップ１の破断面には、チップ１が破壊される過程が反映された形状が残る。そのため、チップ１の破断面を解析することにより、チップ１の破壊過程の解析に有用な情報が得られる。チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、を破片１ｄとともに粘着シート１６に貼着すると、該破片１ｄ等の搬送や管理、観察が容易となる。
以上に説明するように、本実施形態に係る破片回収方法によると、各破片１ｄを互いの相対的な位置関係を維持しながら回収できるため、破片保持面１８に保持された各破片１ｄの分散状況を解析できる。そのため、チップ１が破壊される過程をより詳細に解析できる。チップ１が破壊される過程を解析できると、抗折強度が高く破壊されにくいチップ１を製造するウェーハの加工方法を導出する際に有利である。
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破壊試験装置２及び破片回収方法について、チップ破壊ユニット４によりチップ１を破壊し、所定の距離離間した破片回収ユニット１２により破片１ｄを回収する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。すなわち、破片回収ユニットはチップ１に貼着されてもよく、該破片回収ユニットの破片保持面は湾曲していてもよい。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に、チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、のそれぞれの裏面１ｂに破片回収ユニット１２ａとして粘着テープ１６ａを貼着する場合について示す。図６（Ａ）は、チップ１と、破片回収ユニット１２ａと、を模式的に示す上面図であり、図６（Ｂ）は、チップ１と、破片回収ユニット１２ａと、を模式的に示す断面図である。
図６（Ｂ）に示す通り、破片回収ユニット１２ａである粘着テープ１６ａは、チップ１の裏面１ｂに貼着された各部分の間で重力に従って垂れ下がっている。そして、破片保持面１８ａは、水平面に沿わずに湾曲している。チップ１を破壊する際には、粘着テープ１６ａが貼着されたチップ１を図１（Ｂ）に示すようにＵ字状に湾曲させ、例えば、図２に示す破壊試験装置２に搬入してチップ挟持ユニット６に挟持させる。
そして、チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、を移動ユニット１０により互いに近づけて、チップ１の湾曲の程度を増大させる。チップ１が湾曲に耐えられずに湾曲部分が破壊されると、破壊起点から破片１ｄが生じる。そして、各破片１ｄは、破片回収ユニット１２ａの破片保持面１８ａ上に分散して落下し、粘着テープ１６ａに付着する。このとき、粘着テープ１６ａが湾曲しているため、各破片１ｄは破片保持面１８ａ上のより広い範囲に拡散される。
その後、粘着テープ１６ａをテーブル等の水平面上に載せると、露出した破片保持面１８ａ上の全体に広げられた状態で各破片１ｄが分布するようになる。そのため、個々の破片１ｄの観察が容易となり、各破片１ｄの大きさや形状に関する情報や、各破片１ｄの位置に関する情報をより高精度に取得できる。
しかも、破壊されたチップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、はチップ１が破壊される前から粘着テープ１６ａに貼着されているため、チップ１が破壊された後、チップ１の一端３ａ側と、他端３ｂ側と、を粘着テープ１６ａに貼着するステップを省略できる。そのため、チップ１の破断面の解析が容易となる。
なお、チップ１の裏面１ｂにおける粘着テープ１６ａが貼着される領域、及び粘着テープ１６ａの粘着面におけるチップ１の裏面１ｂに貼着する領域は、所定の領域とされるのが好ましい。この場合、破片回収ユニット１２ａの破片保持面１８ａとして露出される粘着テープ１６ａの粘着面の領域及び粘着テープ１６ａの形状が一定となる。
複数のチップ１を破壊して破片の分散状況を解析しようとするとき、各チップ１に粘着テープ１６ａを同様に貼着することにより、粘着テープ１６ａの貼着の方法が破片１ｄの分散状況へ与える影響を極力排除できる。
さらに、上記の実施形態では、破壊試験装置２はチップ１を３点曲げ法とは異なる方法により破壊するチップ破壊ユニット４を備え、チップ１を３点曲げ法とは異なる方法により破壊する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。
３点曲げ法により破壊可能なチップ１についても、より抗折強度の高いチップ１を製造できるウェーハの加工方法を導出するために、チップ１の破壊が進行する過程をより一層詳細に解析したい場合がある。そのため、３点曲げ法によりチップ１を破壊する場合においても破壊されたチップ１の破片の適切な回収が望まれる場合がある。
そこで、本発明の一態様に係る破壊試験装置２が備えるチップ破壊ユニット４は、３点曲げ法によりチップ１を破壊してもよい。そして、本発明の一態様に係る破片回収方法では、破壊ステップＳ３において、チップ１を３点曲げ法により破壊してもよい。３点曲げ法により破壊されたチップ１から生じた各破片１ｄを破片回収ユニット１２により回収できると、３点曲げ法によりチップ１が破壊される過程を従来よりも詳細に解析できる。
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
１ｃ 破壊起点
１ｄ 破片
３ａ 一端
３ｂ 他端
２ 破壊試験装置
４ チップ破壊ユニット
６ チップ挟持ユニット
６ａ，６ｂ チップ支持部
６ｃ 初期位置
８ａ，８ｂ 面
１０ 移動ユニット
１２，１２ａ 破片回収ユニット
１４ 基台
１６，１６ａ 粘着シート
１８，１８ａ 破片保持面

Claims (6)

  1. チップを破壊できるチップ破壊ユニットと、
    該チップ破壊ユニットの下方に配設され、チップ破壊ユニットにより破壊された該チップの破片を保持する破片保持面を表面に有する破片回収ユニットと、を備え、
    該破片回収ユニットは、粘着性を有し落下した該チップの破片を保持する粘着シートを該破片保持面に備え、
    該チップ破壊ユニットは、破壊されるチップの破壊起点が該破片回収ユニットの該破片保持面に対面するように該チップを破壊することを特徴とする破壊試験装置。
  2. 該破片回収ユニットの該破片保持面は、水平面に沿うことを特徴とする請求項１に記載の破壊試験装置。
  3. 該チップ破壊ユニットは、
    鉛直方向に沿った第１の面を有した第１のチップ支持部と、該第１の面に対面する鉛直方向に沿った第２の面を有した第２のチップ支持部と、を有し、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、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の破壊試験装置。
  4. 該破片回収ユニットの該破片保持面には、複数の該粘着シートが積層されており、
    該複数の該粘着シートは、個々に剥離可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の破壊試験装置。
  5. チップを破壊することで生成された該チップの破片を回収する破片回収方法であって、
    表面に破片保持面を有し、該チップの破片を保持する粘着シートを該破片保持面に備える破片回収ユニットを準備する破片回収ユニット準備ステップと、
    該破片回収ユニットの上方でチップを破壊する破壊ステップと、
    該破壊ステップで破壊された該チップの破片が落下して該破片回収ユニットの破片保持面の該粘着シートに付着することで該チップの破片を回収する回収ステップと、を備えることを特徴とする破片回収方法。
  6. 該破片回収ユニットの該破片保持面には、複数の該粘着シートが積層されており、
    該回収ステップでは、該チップの破片が付着した最上層の該粘着シートを剥離して次の該粘着シートを露出することを特徴とする請求項５に記載の破片回収方法。
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