JPH02284040A - 半導体ウェハーの機械的強度の測定装置および測定方法 - Google Patents
半導体ウェハーの機械的強度の測定装置および測定方法Info
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- JPH02284040A JPH02284040A JP10353689A JP10353689A JPH02284040A JP H02284040 A JPH02284040 A JP H02284040A JP 10353689 A JP10353689 A JP 10353689A JP 10353689 A JP10353689 A JP 10353689A JP H02284040 A JPH02284040 A JP H02284040A
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ＳＬ、ＧａＡｓを始めとする半導体ウェハー
における、機械的強度の測定装置および測定方法に関す
るものである。
における、機械的強度の測定装置および測定方法に関す
るものである。
［従来の技術ゴ
従来、Ｓｉ等の半導体材料の機械的強度の評価には、曲
げ試験、硬さ試験など数種類の手段が用いられている。
げ試験、硬さ試験など数種類の手段が用いられている。
その中でも、曲げ試験により破壊強度、破壊靭性値など
の物性値を求める際、ＪＩＳなどの規格に適したサイズ
の試験片を作成し、規格に従った方法で試験を行なって
いる。
の物性値を求める際、ＪＩＳなどの規格に適したサイズ
の試験片を作成し、規格に従った方法で試験を行なって
いる。
しかしながら、従来の方法では半導体材料の本質的な機
械的強度はわかるものの、その値が円形等のウェハーと
いう状態で持っている強度を必ずしも表わしていないと
いう点において不十分であった。また、ウェハー自体を
試験評価するには、ウェハーの設置角度が重要になるた
め、適した試験治具がないという点でも不十分であった
。
械的強度はわかるものの、その値が円形等のウェハーと
いう状態で持っている強度を必ずしも表わしていないと
いう点において不十分であった。また、ウェハー自体を
試験評価するには、ウェハーの設置角度が重要になるた
め、適した試験治具がないという点でも不十分であった
。
［発明の解決しようとする課題］
従来の半導体材料の機械的強度の測定方法では、ＪＩＳ
等の規格に適したサイズの試験片を作成し、予備クラッ
クの導入を行なうなど、定められた方法に従って試験を
行なうものが主流である。それは、対象とする半導体材
料の本質的な強度や物性値を知る上で有効であるものの
、ウェハー状態での強度は表わし得ないという問題点が
あった。又、ウェハー自体を試験評価する試みも希であ
り、その場合ウェハーの設置角度を正確に出せる様な試
験治具はなかった。
等の規格に適したサイズの試験片を作成し、予備クラッ
クの導入を行なうなど、定められた方法に従って試験を
行なうものが主流である。それは、対象とする半導体材
料の本質的な強度や物性値を知る上で有効であるものの
、ウェハー状態での強度は表わし得ないという問題点が
あった。又、ウェハー自体を試験評価する試みも希であ
り、その場合ウェハーの設置角度を正確に出せる様な試
験治具はなかった。
本発明は、従来なかった新規な半導体ウェハーの機械的
強度の測定袋！および測定方法を提供しようとするもの
である。
強度の測定袋！および測定方法を提供しようとするもの
である。
［課題を解決する為の手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべ（なされたものであ
り、半導体ウェハーの周辺部に少なくとも２点で当接し
、該半導体ウェハーの周方向および該半導体ウェハー面
で定められる平面上を平行移動する第１の治具と、該半
導体ウェハーの切欠き部に当接し、該半導体ウェハーの
周方向Ｓよび該半導体ウェハー面で定められる平面上を
平行移動する第２の治具と、該第１の治具と該第２の治
具によって位置調整された半導体ウェハーを載置固定す
る試料台と、該試料台に設けられ半導体ウェハーをその
中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部材と
、該試料台上に固定された半導体ウェハーをその中心線
において上面より押圧する押圧部材とからなる半導体ウ
ェハーの機械的強度の測定装置、および半導体ウェハー
を、その周辺部に少なくとも２点で当接する第１の治具
と、その切欠き部に当接する第２の治具により位置調整
し、その状態で試料台に設けられ該半導体ウェハーの中
心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部材に載
置固定し、該半導体ウェハーをその中心線において上面
より抑圧部材で押圧し３点曲げ強度を測定することを特
徴とする半導体ウェハーの機械的強度の測定方法、およ
び半導体ウェハーを、試料台に設けられ該半導体ウェハ
ーの中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部
材に載置し、該半導体ウェハーの周辺部に少な（とも２
点で当接する第１の治具と、該半導体ウェハーの切欠き
部に当接する第２の治具により位置調整し、その状態で
固定した半導体ウェハーをその中心線において上面より
押圧部材で押圧し３点曲げ強度を測定することを特徴と
する半導体ウェハーの機械的強度の測定方法を提供する
ものである。
り、半導体ウェハーの周辺部に少なくとも２点で当接し
、該半導体ウェハーの周方向および該半導体ウェハー面
で定められる平面上を平行移動する第１の治具と、該半
導体ウェハーの切欠き部に当接し、該半導体ウェハーの
周方向Ｓよび該半導体ウェハー面で定められる平面上を
平行移動する第２の治具と、該第１の治具と該第２の治
具によって位置調整された半導体ウェハーを載置固定す
る試料台と、該試料台に設けられ半導体ウェハーをその
中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部材と
、該試料台上に固定された半導体ウェハーをその中心線
において上面より押圧する押圧部材とからなる半導体ウ
ェハーの機械的強度の測定装置、および半導体ウェハー
を、その周辺部に少なくとも２点で当接する第１の治具
と、その切欠き部に当接する第２の治具により位置調整
し、その状態で試料台に設けられ該半導体ウェハーの中
心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部材に載
置固定し、該半導体ウェハーをその中心線において上面
より抑圧部材で押圧し３点曲げ強度を測定することを特
徴とする半導体ウェハーの機械的強度の測定方法、およ
び半導体ウェハーを、試料台に設けられ該半導体ウェハ
ーの中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部
材に載置し、該半導体ウェハーの周辺部に少な（とも２
点で当接する第１の治具と、該半導体ウェハーの切欠き
部に当接する第２の治具により位置調整し、その状態で
固定した半導体ウェハーをその中心線において上面より
押圧部材で押圧し３点曲げ強度を測定することを特徴と
する半導体ウェハーの機械的強度の測定方法を提供する
ものである。
本発明は、半導体ウェハーの機械的強度測定を直接性な
うというものであり、その測定方法に応じて、ウェハー
を角度的に精度よく設置することが可能な測定装置を用
いる。以下、本発明を３点曲げ法により実施した例に従
って説明する。
うというものであり、その測定方法に応じて、ウェハー
を角度的に精度よく設置することが可能な測定装置を用
いる。以下、本発明を３点曲げ法により実施した例に従
って説明する。
測定装置の一部には、一般に市販されている引張・圧縮
試験機を用いる。第１図、第２図は本発明の基本的構成
を示した図である。１は試験用のサンプル、即ち半導体
ウェハー、２は３点曲げ試験治具の試料台、３はサンプ
ル支持部材であるサポートエツジ、４はサンプルを押圧
し曲げるための押圧部材であるノーズエツジである。１
のサンプルは２〜４″φウエハーを対象にしており、ス
パン長はサンプルのサイズにより変化させる。２の試料
台に３のサポートエツジ設置用の溝を数カ所切っておく
ことにより、１つの試料台でもサンプルサイズ変化への
対応が可能である。１の試験用のサンプルウェハーに記
されている破線は、通常ウェハーに付けられているオリ
エンテーションフラットネス（以下、ＯＦと略す）と呼
ばれる切欠き部であり、例えばＧａＡｓ （１００）ウ
ェハーの場合、（０１１１面となっている。
試験機を用いる。第１図、第２図は本発明の基本的構成
を示した図である。１は試験用のサンプル、即ち半導体
ウェハー、２は３点曲げ試験治具の試料台、３はサンプ
ル支持部材であるサポートエツジ、４はサンプルを押圧
し曲げるための押圧部材であるノーズエツジである。１
のサンプルは２〜４″φウエハーを対象にしており、ス
パン長はサンプルのサイズにより変化させる。２の試料
台に３のサポートエツジ設置用の溝を数カ所切っておく
ことにより、１つの試料台でもサンプルサイズ変化への
対応が可能である。１の試験用のサンプルウェハーに記
されている破線は、通常ウェハーに付けられているオリ
エンテーションフラットネス（以下、ＯＦと略す）と呼
ばれる切欠き部であり、例えばＧａＡｓ （１００）ウ
ェハーの場合、（０１１１面となっている。
本発明の測定装置は、サポートエツジに対するＯＦの角
度をＯ°〜９０°まで精度よく変化させることが可能な
設計になっている。その基本構成図を第３図に示す。■
は試験用のサンプル、５はＯＦＲ面イド用の第２の治具
、６はサンプルのセンタリング用の第１の治具である。
度をＯ°〜９０°まで精度よく変化させることが可能な
設計になっている。その基本構成図を第３図に示す。■
は試験用のサンプル、５はＯＦＲ面イド用の第２の治具
、６はサンプルのセンタリング用の第１の治具である。
５のＯＦ画面ガイド治具は、試料台にビンを抜き差しす
ることなどによる手段でスライド方式を取っており、特
定の角度θに対応付けられる。ここで、角度θはセンタ
リング用治具６の中心線と、円形のサンプル１の直径に
対応する１直線とを一致せしめることにより規定された
サンプル１の中心線の延長線と、０２面の延長線とのな
す角である。これにウェハーの０２面をあてがうことに
より、精度良い角度条件で試料サンプルが位置調整され
設置できる。このＯＦ画面ガイド治具５は、試料台にあ
らかじめ溝等を形成しておき、該溝にはめこんで移動す
る等の手段で移動、固定、取り外しを行なうものでもか
まわない、センタリング用治具６もスライド方式を取っ
ているが、サンプルｌの周辺のＲ面をこれに当てかうこ
とにより、ノーズエツジ４がサンプル１の中心線上にく
る仕組みになっている。サンプル１は、ＯＦ画面ガイド
治具５とセンタリング用治具６で位置調整してから試料
台２上に載置し固定しても、逆に試料台２土で位置調整
しても良いが、試料台上でサンプル１を動かし位置調整
すると傷等の欠点の発生する可能性があり、位置調整し
てから載置固定した方が好ましい、その場合、サンプル
ｌをまず回転テーブル等上で位置調整した後に、そのま
まの状態で試料台２上へ平行移動し載置固定することが
でき、適宜同様の手段を用いることができる。
ることなどによる手段でスライド方式を取っており、特
定の角度θに対応付けられる。ここで、角度θはセンタ
リング用治具６の中心線と、円形のサンプル１の直径に
対応する１直線とを一致せしめることにより規定された
サンプル１の中心線の延長線と、０２面の延長線とのな
す角である。これにウェハーの０２面をあてがうことに
より、精度良い角度条件で試料サンプルが位置調整され
設置できる。このＯＦ画面ガイド治具５は、試料台にあ
らかじめ溝等を形成しておき、該溝にはめこんで移動す
る等の手段で移動、固定、取り外しを行なうものでもか
まわない、センタリング用治具６もスライド方式を取っ
ているが、サンプルｌの周辺のＲ面をこれに当てかうこ
とにより、ノーズエツジ４がサンプル１の中心線上にく
る仕組みになっている。サンプル１は、ＯＦ画面ガイド
治具５とセンタリング用治具６で位置調整してから試料
台２上に載置し固定しても、逆に試料台２土で位置調整
しても良いが、試料台上でサンプル１を動かし位置調整
すると傷等の欠点の発生する可能性があり、位置調整し
てから載置固定した方が好ましい、その場合、サンプル
ｌをまず回転テーブル等上で位置調整した後に、そのま
まの状態で試料台２上へ平行移動し載置固定することが
でき、適宜同様の手段を用いることができる。
ここで、センタリング用治具６は円形のサンプルｌの曲
率と同じ曲率の凹部な有し、該凹部をサンプル１の周辺
部の１部に当接するものであるが、サンプル１の周辺部
の少なくとも２点で当接するものであれば、矩形やおむ
すび形のウェハーにも適用でき、サンプル１の中心線も
規定できる。また、センタリング用治具６は、サンプル
ｌの周方向及びサンプルｌの面で定められる平面上、特
に中心線上を平行移動するものであれば好ましい。
率と同じ曲率の凹部な有し、該凹部をサンプル１の周辺
部の１部に当接するものであるが、サンプル１の周辺部
の少なくとも２点で当接するものであれば、矩形やおむ
すび形のウェハーにも適用でき、サンプル１の中心線も
規定できる。また、センタリング用治具６は、サンプル
ｌの周方向及びサンプルｌの面で定められる平面上、特
に中心線上を平行移動するものであれば好ましい。
ＯＦガイド用治具５は、サンプル１の切欠き部の０２面
とサンプル１の中心線のなす角θを規定するものである
が、サンプルｌの周方向及びサンプル１の面で定められ
る平面上、特に０２面と垂直な方向を平行移動するもの
であれば好ましい。半導体ウェハー材料としては、Ｇａ
Ａｓ。
とサンプル１の中心線のなす角θを規定するものである
が、サンプルｌの周方向及びサンプル１の面で定められ
る平面上、特に０２面と垂直な方向を平行移動するもの
であれば好ましい。半導体ウェハー材料としては、Ｇａ
Ａｓ。
ＩｎＰ等のＩＩＩ −Ｖ族化合物の半導体、Ｚｎ５ｅ等
のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体の
ものも適用できる。
のＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体の
ものも適用できる。
サンプル１の中心線は、円形の場合はその直径により規
定されるが、矩形、おむすび形の場合はその対角線の交
点または重心等を通る直線によって規定される。
定されるが、矩形、おむすび形の場合はその対角線の交
点または重心等を通る直線によって規定される。
［実施例］
加工工程途中（例えば、スライス後、ラップ後、ポリッ
シュ後）の３種類のＧａＡｓウェハーを、ＯＦ面がノー
ズエツジ４に対し、９０° （θ＝９０°）になるよう
に設置し、３点曲げ試験を行なった。その結果、厚みな
ど同一サイズのウェハーでありながら、各工程間におい
て破壊強度（応力）が著しく異なるというデータを得た
。その結果について第１表に示す。
シュ後）の３種類のＧａＡｓウェハーを、ＯＦ面がノー
ズエツジ４に対し、９０° （θ＝９０°）になるよう
に設置し、３点曲げ試験を行なった。その結果、厚みな
ど同一サイズのウェハーでありながら、各工程間におい
て破壊強度（応力）が著しく異なるというデータを得た
。その結果について第１表に示す。
又、同一サイズ（２−φ）、同一条件（ポリッシュ後）
をもつ３つのＧａＡｓウェハーを、ＯＦ面がノーズエツ
ジに対し、９０＠、４５″、 ０１ となるように設置
し、３点曲げ試験を行なった。
をもつ３つのＧａＡｓウェハーを、ＯＦ面がノーズエツ
ジに対し、９０＠、４５″、 ０１ となるように設置
し、３点曲げ試験を行なった。
その場合、破壊応力はＧａＡｓウェハー設置角度に大き
く依存するというデータを得た。その結果について、第
２表に示す。
く依存するというデータを得た。その結果について、第
２表に示す。
第１表
第２表
［発明の効果〕
本発明の測定装置および測定方法により、ある特定の状
態においての半導体ウェハーが有する機械的強度を知る
ことが可能となった。又、単結晶半導体特有の、機械的
強度の方位依存性をウェハーの状態で知ることも可能に
なった。
態においての半導体ウェハーが有する機械的強度を知る
ことが可能となった。又、単結晶半導体特有の、機械的
強度の方位依存性をウェハーの状態で知ることも可能に
なった。
第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は試料
台上に半導体ウェハーのサンプルを載置し３点曲げ法に
よる測定を行なう場合の測定装置の模式的部分側面図、
第２図はその模式的部分平面図５第３図はサンプルの位
置調整を行なう場合の測定装置の模式的部分平面図であ
る。
台上に半導体ウェハーのサンプルを載置し３点曲げ法に
よる測定を行なう場合の測定装置の模式的部分側面図、
第２図はその模式的部分平面図５第３図はサンプルの位
置調整を行なう場合の測定装置の模式的部分平面図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハーの周辺部に少なくとも２点で当接し
、該半導体ウェハーの周方向および該半導体ウェハー面
で定められる平面上を平行移動する第１の治具と、該半
導体ウェハーの切欠き部に当接し、該半導体ウェハーの
周方向および該半導体ウェハー面で定められる平面上を
平行移動する第２の治具と、該第１の治具と該第２の治
具によって位置調整された半導体ウェハーを載置固定す
る試料台と、該試料台に設けられ半導体ウェハーをその
中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持部材と
、該試料台上に固定された半導体ウェハーをその中心線
において上面より押圧する押圧部材とからなる半導体ウ
ェハーの機械的強度の測定装置。 ２、半導体ウェハーを、その周辺部に少なくとも２点で
当接する第１の治具と、その切欠き部に当接する第２の
治具により位置調整し、その状態で試料台に設けられ該
半導体ウェハーの中心線に線対称な２つの平行線上で支
持する支持部材に載置固定し、該半導体ウェハーをその
中心線において上面より押圧部材で押圧し３点曲げ強度
を測定することを特徴とする半導体ウェハーの機械的強
度の測定方 法。 ３、半導体ウェハーを、試料台に設けられ該半導体ウェ
ハーの中心線に線対称な２つの平行線上で支持する支持
部材に載置し、該半導体ウェハーの周辺部に少なくとも
２点で当接する第１の治具と、該半導体ウェハーの切欠
き部に当接する第２の治具により位置調整し、その状態
で固定した半導体ウェハーをその中心線において上面よ
り押圧部材で押圧し３点曲げ強度を測定することを特徴
とする半導体ウェハーの機械的強度の測定方法。 ４、該第１の治具により該半導体ウェハーの中心線を規
定し、該第２の治具により前記中心線と該半導体ウェハ
ーの切欠き部のなす角を規定する請求項２または３記載
の半導体ウェハーの機械的強度の測定方法。 ５、半導体ウェハー材料がＧａＡｓ化合物半導体である
請求項１〜４いずれか１項記載の半導体ウェハーの機械
的強度の測定装置および測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10353689A JPH02284040A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 半導体ウェハーの機械的強度の測定装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10353689A JPH02284040A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 半導体ウェハーの機械的強度の測定装置および測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284040A true JPH02284040A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14356578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10353689A Pending JPH02284040A (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | 半導体ウェハーの機械的強度の測定装置および測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02284040A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027430A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Sumco Corp | シリコンウェーハの機械的強度測定装置および測定方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216175A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-07 | Hitachi Ltd | Wafer spotting device |
| JPS5410680A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Locating device of semiconductor wafers |
| JPS6236537B2 (ja) * | 1979-04-27 | 1987-08-07 | Yokogawa Hyuuretsuto Patsukaado Kk | |
| JPS63287030A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Toshiba Corp | ウェハ保持具 |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP10353689A patent/JPH02284040A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216175A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-07 | Hitachi Ltd | Wafer spotting device |
| JPS5410680A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Locating device of semiconductor wafers |
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| JP2011027430A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Sumco Corp | シリコンウェーハの機械的強度測定装置および測定方法 |
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