(57)【要約】【課題】高温領域など、実際のデバイス製造工程に類似した工程でのウエーハの割れやすさの評価を可能とするウエーハのワレ評価装置およびワレ評価方法を提供する。【解決手段】ウエーハのワレ評価装置であって、少なくとも、ウエーハを急加熱する熱処理炉と、ウエーハを急冷却する冷却装置と、前記ウエーハを保持する保持治具を具備し、前記保持治具で保持した前記ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置に導入し、前記ウエーハに連続して急加熱と急冷却を施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するウエーハのワレ評価装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハのワレ評価装置であって、少なくとも、ウエーハを急加熱する熱処理炉と、ウエーハを急冷却する冷却装置と、前記ウエーハを保持する保持治具を具備し、前記保持治具で保持した前記ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置に導入し、前記ウエーハに連続して急加熱と急冷却を施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するものであることを特徴とするウエーハのワレ評価装置。
【請求項２】
前記冷却装置が、空冷装置および／または水冷装置からなるものであることを特徴とする請求項１に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項３】
前記保持治具のウエーハ保持部がテーパ形状であり、前記ウエーハ下面の縁を保持するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項４】
前記保持治具のウエーハ保持部が段状であり、前記ウエーハ下面の周辺部を載せて保持するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項５】
前記保持治具のウエーハ保持部がフォーク形状であり、ウエーハ載置部が前記ウエーハ下面の周辺部の３箇所以上を載せて保持するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項６】
さらに、前記熱処理炉と前記冷却装置での前記保持治具に保持されたウエーハを搬送し、搬送速度を自動調整するオートローダーを具備するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項７】
前記オートローダーが、ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置との間を往復させるものであることを特徴とする請求項６に記載のウエーハのワレ評価装置。
【請求項８】
ウエーハのワレ評価方法であって、保持治具で保持することによりウエーハに応力を加え、該保持治具に保持されたウエーハを熱処理炉で急加熱し、その後、急冷却する工程を、少なくとも１サイクル施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定することを特徴とするウエーハのワレ評価方法。
【請求項９】
前記保持治具を変えることにより、前記ウエーハに加える応力を変更することを特徴とする請求項８に記載のウエーハのワレ評価方法。
【請求項１０】
前記ウエーハの急加熱工程において、前記熱処理炉の温度設定を調整することにより、急加熱速度を調整することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のウエーハのワレ評価方法。
【請求項１１】
前記熱処理炉に対する前記ウエーハの搬送速度を調整することにより、急加熱速度を調整することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のウエーハのワレ評価方法。
【請求項１２】
前記ウエーハを、急加熱し、その後、急冷却する工程を、少なくとも２サイクル以上施すことを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のウエーハのワレ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリコンウエーハなどのワレの発生の評価に関し、特にデバイス工程におけるワレの発生を防止するためのウエーハのワレ評価装置およびワレ評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスにおいて、材料のシリコンウエーハにワレが発生すると大きな損失が発生する。このためにデバイス製造時に割れにくいウエーハの要望が高い。
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／急加熱化／急冷化が進んでおり、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エーハやガラス基板などはその大口径化が進み、ウエーハのワレの発生に関するデータが益々重視されるようになっている。
【０００３】
これらの熱衝撃に対し、ウエーハにワレが発生するか否かを評価する手法として、従来では「選択エッチング法」が一般的に使用されている。これはシリコンウエーハを「フッ酸＋硝酸＋酢酸＋水」や「クロム酸＋フッ酸＋硝酸＋酢酸＋水」などにひたして、エッチングの状況を見る手法である。
しかし、この測定法は酸の温度、作業者の手順など個人的な測定のバラツキが大きく、また強酸を使用するため環境の面においてもふさわしくない方法である。その上、この手法で問題が無いウエーハでも、デバイス製造工程で割れるケースがあり、ワレ発生の評価能力が非常に劣っている。
【０００４】
また、上記のような測定作業のバラツキなどの欠点を改善したものとして、Ｘ線を利用した「Ｘ線トポグラフ（ＸＲＴ）」が使用されている。しかし、この手法は高価な機器が必要であり、Ｘ線の使用が必要で周囲への影響も考えられ、一般的な評価は困難である。その上、この手法においても、例え問題が無いと判断されたウエーハであっても、デバイス製造工程で割れるケースがあり、評価能力が劣っている。
【０００５】
また、例えば、特許文献１に、ウエーハに目に見えない欠陥が潜在していても、鋼球を使ってウエーハに外部から衝撃を与えることにより、潜在化している欠陥を顕在化して不良品を判別する方法が開示されている。しかし、この方法ではウエーハに新たなキズが発生してしまう可能性が生じるという問題があり、必ずしもデバイス工程におけるワレとの相関が得られない。
【０００６】
上記のこれらの方法は、室温におけるウエーハのワレ評価方法であり、すなわち、室温でのウエーハの物性を評価する方法である。しかしながら、シリコンウエーハは室温では脆性を示すが、７４０℃を超えた温度領域では延性を示す。このようにデバイス工程における熱処理中のウエーハは、基本的な物理特性が異なる。また、ウエーハにワレが発生するデバイス製造工程時とは温度以外の条件も異なる。このように、従来の手法では、高温領域でのウエーハのワレの発生、熱衝撃耐性の評価が困難であり、得られた評価結果の信憑性が低かった。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２９３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高温領域など、実際のデバイス製造工程に類似した工程でのウエーハの割れやすさの評価を可能とするウエーハのワレ評価装置およびワレ評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ウエーハのワレ評価装置であって、少なくとも、ウエーハを急加熱する熱処理炉と、ウエーハを急冷却する冷却装置と、前記ウエーハを保持する保持治具を具備し、前記保持治具で保持した前記ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置に導入し、前記ウエーハに連続して急加熱と急冷却を施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するものであることを特徴とするウエーハのワレ評価装置を提供する（請求項１）。
【００１０】
このように、少なくとも、ウエーハを急加熱する熱処理炉と、ウエーハを急冷却する冷却装置と、前記ウエーハを保持する保持治具を具備し、前記保持治具で保持して応力を加えた前記ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置に導入し、前記ウエーハに連続して急加熱と急冷却を施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するウエーハのワレ評価装置であれば、デバイス製造プロセスに類似したウエーハの急加熱、急冷却の工程を行うことができるため、より正確に、デバイス製造工程でのウエーハのワレの発生を評価することができる。
【００１１】
そして、前記冷却装置が、空冷装置および／または水冷装置からなるものであるのが望ましい（請求項２）。
このように、前記冷却装置が、空冷装置および／または水冷装置からなるものであれば、ウエーハの冷却速度を調整することができ、様々な急速冷却条件のもと、ウエーハを急冷してワレ評価を行うことができる。
【００１２】
また、前記保持治具のウエーハ保持部がテーパ形状であり、前記ウエーハ下面の縁を保持するものであるのが望ましい（請求項３）。
このようなウエーハ保持治具であれば、ウエーハに中央に向かって圧縮応力を加えてワレ発生の評価を行うことができる。
【００１３】
次に、前記保持治具のウエーハ保持部が段状であり、前記ウエーハ下面の周辺部を載せて保持するものであっても良い（請求項４）。
このようなウエーハ保持治具であれば、熱処理中ウエーハが跳ね易く、動き易いので、このような場合のワレの評価を行うことができる。
【００１４】
そして、前記保持治具のウエーハ保持部がフォーク形状であり、ウエーハ載置部が前記ウエーハ下面の周辺部の３箇所以上を載せて保持するものであっても良い（請求項５）。
このようなウエーハ保持治具であれば、ウエーハの保持個所に引っ張り応力を加えることができ、ワレ発生の評価を行うことができる。
【００１５】
また、さらに、前記熱処理炉と前記冷却装置での前記保持治具に保持されたウエーハを搬送し、搬送速度を自動調整するオートローダーを具備するものであるのが望ましい（請求項６）。
ウエーハの急加熱、急冷却の条件は熱処理炉、冷却装置への挿入速度等でも変化する。このようにウエーハの搬送速度を自動調整するオートローダーを具備するのであれば、所望の速度でウエーハを搬送することができて、ウエーハの急加熱、急冷却の速度を様々に正確に調整することが可能である。
【００１６】
前記オートローダーが、ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置との間を往復させるものであるのが望ましい（請求項７）。
このように、オートローダーが、ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置との間を往復させるものであれば、繰り返し連続してウエーハに、実際のデバイス製造工程に類似した急加熱、急冷却工程を施すことができ、より高精度でワレ評価をすることができる。
【００１７】
また、本発明は、ウエーハのワレ評価方法であって、保持治具で保持することによりウエーハに応力を加え、該保持治具に保持されたウエーハを熱処理炉で急加熱し、その後、急冷却する工程を、少なくとも１サイクル施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定することを特徴とするウエーハのワレ評価方法を提供する（請求項８）。
【００１８】
このように、保持治具で保持し、ウエーハに応力を加え、保持治具で保持された状態で急加熱し、その後急冷却する工程を、少なくとも１サイクル施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するウエーハのワレ評価方法であれば、デバイス製造工程に類似した工程をウエーハに施すことができ、高温領域におけるウエーハのワレの発生を精度よく評価することができる。
【００１９】
ここで、前記保持治具を変えることにより、前記ウエーハに加える応力を変更するのが望ましい（請求項９）。
このように、保持治具を変えることによって、ウエーハに加える応力を変更し、様々な応力条件のもと、ウエーハのワレ評価を行うことができる。
【００２０】
また、前記ウエーハの急加熱工程において、前記熱処理炉の温度設定を調整することにより、急加熱速度を調整するのが望ましい（請求項１０）。
このように、熱処理炉の温度設定を調整することによってウエーハの急加熱速度を調整することができ、様々な温度、急加熱速度の条件の下で、ウエーハを急加熱し、ワレの発生との関係を評価することが可能である。
【００２１】
そして、前記熱処理炉に対する前記ウエーハの搬送速度を調整することにより、急加熱速度を調整することもできる（請求項１１）。
このように、前記熱処理炉に対する前記ウエーハの搬送速度を調整することにより、急加熱速度を調整することができ、様々な急加熱速度の条件のもとで、ウエーハを急加熱し、ウエーハのワレ評価を行うことが可能である。
【００２２】
前記ウエーハを、急加熱し、その後、急冷却する工程を、少なくとも２サイクル以上施すのが望ましい（請求項１２）。
このように、ウエーハを急加熱し、その後、急冷却する工程を、少なくとも２サイクル以上施すことで、繰り返しウエーハに急加熱、急冷却工程を施すことができ、より正確にデバイス工程でのワレの評価をすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のウエーハのワレ評価装置、評価方法であれば、ウエーハに対して急加熱、急冷却を加えることができ、高温領域でのウエーハのワレの評価をすることができるとともに、実際のデバイス製造工程に類似した工程を施すことができ、より正確にワレの評価をすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ウエーハのワレの発生の評価方法において、従来の方法は、室温でのウエーハのワレ発生、物性を評価する方法でしかなかった。しかし、例えばシリコンウエーハは室温では脆性を示し、高温領域では延性を示す。この温度によって異なる物性のため、高温領域でのウエーハの割れ易さ、実際にデバイス工程におけるウエーハの割れやすさを評価することが困難であった。また、エッチングをして表面のキズを調べたり、Ｘ線トポグラフ等で評価する方法では、得られた結果と実際のワレの発生との相関があまり得られず、ほとんど有効なワレ評価方法がなかった。
【００２５】
そこで、本発明者らは、ウエーハのワレ評価装置であって、少なくとも、ウエーハを急加熱する熱処理炉と、ウエーハを急冷却する冷却装置と、前記ウエーハを保持する保持治具を具備し、前記保持治具で保持した前記ウエーハを前記熱処理炉と前記冷却装置に導入し、前記ウエーハに連続して急加熱と急冷却を施して、前記ウエーハにワレが発生するか否かを判定するウエーハのワレ評価装置およびワレ評価方法を発明した。
【００２６】
このようなワレ評価装置、評価方法であれば、高温領域においてウエーハのワレを評価することが可能であるとともに、さらに、ウエーハに急加熱、急冷却工程を施すことにより実際のデバイス工程に類似した工程を施すことが可能である。このようにすれば、デバイス工程で実際に発生するウエーハのワレの発生に関するデータを正確に得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２７】
以下では、本発明の実施の形態について図を用いて説明をする。
ここで、図１は本発明のワレ評価装置の構成の一例を示す概略図である。
本発明のワレ評価装置１は、まず、熱処理炉２と冷却装置３とウエーハＷの保持治具４により構成されている。
そして図１にあるように、本例では、熱処理炉２は石英製マッフル５の周りにカンタルヒーター６が配置され、さらにその周りを断熱材７、水冷管８で覆われている。また、熱処理炉２と炉外部は炉扉９を挟んで通じている。本発明で用いることができる熱処理炉２はウエーハを急加熱することができればよく、ヒーターとしては抵抗加熱、ランプ加熱等であってもよい。また、炉も石英の他、ＳｉＣを用いることもできる。
【００２８】
次に冷却装置３について、本例では空冷装置１１から構成されている。この空冷装置１１は、熱処理された保持治具４上のウエーハの上面からエアーを吹き付けて強制冷却するものである。また、水冷によりウエーハ保持治具４を冷却してもよい。
また、ウエーハＷを保持する保持治具４は、オートローダー１０上に配置され、オートローダー１０は熱処理炉２内、冷却装置３内へと続いている。したがって、オートローダー１０の熱処理炉２への出し入れ速度を調整することにより、その上の保持治具４上のウエーハの急加熱・急冷却速度を制御することができる。
【００２９】
上記のように、本発明のワレ評価装置１は、基本的な構成として熱処理炉２、冷却装置３、ウエーハＷの保持治具４を有している。そして、前記保持治具４によりウエーハＷを保持してウエーハＷに例えばデバイス工程時と同じような応力を加え、前記ウエーハＷを熱処理炉２と冷却装置３に導入し、連続して急加熱と急冷却を施して、ウエーハＷにワレが発生するか否かを判定する装置である。
【００３０】
この本発明のウエーハのワレ評価装置１を用いることで、室温ではなく、高温領域におけるウエーハＷのワレの発生を評価することができる。そして、熱処理炉２、冷却装置３で急加熱、急冷却する工程は、デバイス製造工程によく類似しているため、本発明のワレ評価装置１によって、より現実的な、正確なウエーハＷのワレの発生のデータを得ることができる。評価対象のウエーハは特に限定されず、直径３００ｍｍの大口径のものなど様々な種類のウエーハを評価することができる。そして、さらにこの評価データを利用することにより、各種ワレ評価方法とワレ発生の相関、ウエーハ製造工程条件によるワレ発生の影響等を調査することができる。
【００３１】
本例では、ウエーハＷは外部（室温）から熱処理炉２へ挿入され、熱処理炉２の温度設定と挿入速度によって、温度勾配を調整することができ、急加熱速度を調整し、ウエーハＷに与える熱衝撃等を変えることが可能である。本例では、ウエーハを加熱する炉が１個であるが、設定するウエーハの急加熱条件によっては、主加熱炉と補助炉を設置しても良い。
【００３２】
熱処理炉２の雰囲気・温度設定としては、例えばＮ２や不活性ガス雰囲気下でシリコンウエーハが延性になる７４０℃から１１００℃である。空気やＮ２＋Ｏ２の雰囲気及び１１００℃以上での熱衝撃評価も可能であるが、シリコンウエーハにＯＳＦ（酸化誘起積層欠陥）が容易に発生するために、デバイス製造時のウエーハの割れ易さの評価としては測定値のバラツキが発生し易い。
これらの温度の設定により、上記のようにウエーハの急加熱速度を調整することが可能である。
【００３３】
また、本例では、冷却装置３が空冷装置１１で構成されている。空冷の温度と流量を制御することにより、ウエーハＷの冷却速度を調整することができる。特に、ウエーハＷの急冷却速度の程度によってワレの発生率が大きく異なるので、急冷却速度の調整は重要である。本例では空冷装置を配備したが、設定するウエーハの急冷却速度等の条件によっては、水冷装置などの冷却手段を用いても良いし、室温での自然冷却としても良い。
【００３４】
次に、ウエーハＷの保持治具４について述べる。上述したように、本発明のワレ評価装置１にはウエーハＷの保持治具４が具備されており、この保持治具４によってウエーハＷを保持するとともに、ウエーハＷに応力を加える。この保持治具４としては様々な種類や形状が考えられ、材質としては、例えば石英ガラス、カーボン、ＳｉＣ、シリコン等が挙げられる。これらの形状・材質は、基本的にはデバイス工程でウエーハ保持に用いられるボート形状・材質と同じにすれば良い。
本例では、以下の３つの各種保持治具４を例に挙げ、形状や応力条件等を図２〜４（（Ａ）上面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）保持時のウエーハの様子）を用いて説明する。
【００３５】
まず一つ目として、図２のように、ウエーハ保持部１４が、テーパ形状であり、ウエーハＷ下面の縁を保持するものが挙げられる。このような形状であれば、ウエーハＷの中央に向かって圧縮応力をかけることができ、ワレの発生を評価することができる。この保持治具４で保持してウエーハＷを急加熱すれば、円周状に割れ易い傾向が見られる。
【００３６】
次に、２つ目として、図３のように、ウエーハ保持部１４が、段状であり、ウエーハＷ下面の周辺部を載せて保持するものが挙げられる。このような保持治具４であると、ウエーハＷに特にそりなどがある場合、熱変形の影響によりウエーハＷが跳ねやすい。保持治具４との接地面積が偏ったウエーハＷでは、これが原因で急冷却時に跳ねて、カケ、チッピングが発生する傾向が見られる。
【００３７】
そして、３つ目として、図４のように、ウエーハ保持部１４が、フォーク形状であり、ウエーハ載置部１２がウエーハ下面の周辺部の３箇所以上を載せて保持するものが挙げられる。この形状は、強力に熱応力を加えたい時に有効である。この保持治具４は、載置部１２に載せられたウエーハＷ周辺部の４点に引張り応力を集中させることができ、ワレ、地滑り変形（スリップ集合）、カケが発生しやすい。急冷時に、強く応力がかかった個所から割れやすい。
載置部１２の位置（フォーク形状の位置）にウエーハのキズなどの異常な位置やノッチの位置を一致させることで、局部に引張り応力＋ウエーハ自重の曲げ応力を加えることが可能である。
【００３８】
これらの保持治具４により、加熱時や冷却時のウエーハＷの任意の個所に引張り応力もしくは圧縮応力など、応力の与え方、強弱などを変更することができる。なお、上記のように例として３つの保持治具４を挙げたが、これら以外の形状のものでも良く、条件により適宜用意すれば良い。
【００３９】
次に、ウエーハＷの搬送手段として、本例のように、熱処理炉２と冷却装置３に、保持治具４に保持されたウエーハＷを搬送し、搬送速度を自動調整するオートローダー１０が配置されていると良い。ウエーハＷの急加熱、急冷却の速度は、ウエーハＷの熱処理炉２、冷却装置３への挿入速度あるいは取り出し速度によっても変化する。そこで、ウエーハＷの搬送に例えばオートローダー１０を使用することによって、簡易に、そして正確に搬送速度を調整することにより、上記ウエーハＷの急加熱、急冷却の速度を調整することが可能になる。このようにして、様々な熱処理炉２、冷却装置３への挿入あるいは取り出し速度のもと、ウエーハＷのワレ評価を行うことができる。
【００４０】
そして、このオートローダー１０が、ウエーハＷを熱処理炉２と冷却装置３との間を往復させるものであれば、自動で、ウエーハＷに繰り返して急加熱、急冷却を連続して施すことが可能であり、手間もかからない。
【００４１】
このような、本発明のワレ評価装置１を用いて、保持治具４で保持することによりウエーハＷに応力を加え、ウエーハＷを熱処理炉２で急加熱し、その後、冷却装置３で急冷却する工程を、少なくとも、１サイクル施して、ウエーハＷにワレが発生するか否かを判定するワレ評価方法であれば、高温領域でのウエーハＷのワレの発生を評価することができるとともに、実際にウエーハＷに施されるデバイス製造工程に類似した工程を施すことができるため、従来の方法よりも、著しく、より現実に則した条件でワレ評価を行うことができ、正確なワレの発生に関するデータを得ることが可能である。
【００４２】
このとき、ウエーハＷの保持治具４を種々変えることにより、ウエーハＷに加える応力を変更することができる。このようにして、様々な応力条件のもとで、急加熱、急冷却を施して、ワレの発生を評価することができる。
【００４３】
さらに、急加熱、急冷却速度は、熱処理炉２と冷却装置３へのウエーハＷの搬送速度（出し入れ速度）によって変化する。したがって本例では、さらにオートローダー１０を設け、ウエーハＷの搬送速度を調整し、自動的に搬送させている。
これらの方法によって、様々な速度でウエーハＷを急加熱および急冷却することができる。
【００４４】
そして、ウエーハＷが熱処理炉２と冷却装置３を往復すれば、繰り返し急加熱と急冷却の工程をウエーハＷに施すことができる。本例では、上記のように、ウエーハＷはオートローダー１０によって搬送され、保持治具４に保持されたウエーハＷが熱処理炉２と冷却装置３を行き来できるようになっている。
設定するウエーハの急加熱と急冷却の条件が厳しくない場合には、オートローダーではなく、手動などのウエーハＷの搬送手段を用いても良い。
【実施例】
【００４５】
以下に本発明の実施例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１・比較例１）
物理的な衝撃やダメージを与えたウエーハは、熱衝撃耐性が劣ってワレが発生しやすい可能性がある。そこで、各種ダメージを与えたサンプルウエーハを用意し、まず、非破壊のワレ評価方法として、従来法である顕微鏡によるワレ評価を行い、ウエーハが割れるか否かの判定をした。その後、本発明のワレ評価装置を用いてサンプルウエーハに本発明のワレ評価方法を行い、上記ダメージと本発明の評価方法によるワレとの相関性を調べる（実施例１）とともに、上記従来の顕微鏡による評価方法とウエーハのワレとの相関性を調べた（比較例１）。なお、顕微鏡は光学式のものを使用した。上記ダメージにより発生したキズのサイズを測定し、サイズが１５μｍ以上のキズを有するウエーハを割れると判定した。
【００４６】
まず、チョクラルスキー法により引上げられた単結晶棒から加工して得られたシリコンウエーハで、直径３００ｍｍ、厚さ０．７７５ｍｍ、Ｐ型＜１００＞、抵抗率１０Ω・ｃｍのものを用意し、サンプルウエーハとして、以下のＡ、Ｂのサンプルを作製した。
「サンプルＡ」として、図５に示すようにシリコンウエーハをエッジが下になるように落下させて、衝撃治具１３にぶつけて物理的衝撃・ダメージを与える。
落下高さ：５ｃｍ、７．５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、
衝撃治具：ＳｉＣ平坦面、ＳｉＣ尖角辺。
この条件のもと、上記方法でサンプルを作製した。
【００４７】
「サンプルＢ」として、ウエーハの加工工程でハンドリングの異常によるダメージを想定した。搬送ロボットにより搬送されているウエーハを石英製ウエーハホルダーに衝突させる。
ウエーハ側面部に正面衝突、ウエーハ下面部がホルダーに乗り上げるような衝突の２通りの衝突条件を用意し、サンプルを作製した。なお、上記２つの衝突による衝撃（計算値）は、１０ｃｍの高さからウエーハエッジが下になるように落下させた場合と同程度の衝撃である。
【００４８】
「サンプルＣ」として、ダメージを与えていないシリコンウエーハを用意した。
【００４９】
図１の装置を用いた本発明のワレ評価の条件は以下のようなものである。
ウエーハ保持治具：石英製  図２の形状とし、熱処理炉への出し入れ方向に対して、ノッチ方向を４５°傾けて保持する。
熱処理炉：Ｎ２雰囲気下  温度設定１０００℃、
ウエーハ搬送速度：１０ｃｍ／ｓｅｃ、
この条件における急加熱速度、急冷却速度の温度プロファイルを図６として示す（白金熱電対により測定）。
１サイクル３５分工程とし、熱処理炉へ挿入して急加熱して１５分間保持し、その後取り出して急冷却して室温状態で１５分間保持する。これを５サイクル繰り返した場合のワレで評価する。
【００５０】
以上のように、サンプルウエーハに本発明のワレ評価を実施した結果を下記表１に示す。
実施例１の結果において、サンプルＡについて見ると、落下高さの値が大きくなるほどワレの発生率が高くなっていることが判る。また、衝撃治具１３についても、平坦面にぶつけたものよりも尖角辺にぶつけたものの方がワレ発生率が高くなっている。これは与えた衝撃・ダメージの大きいものほどワレ発生率が高くなることを示している。
次に、サンプルＢについて、衝撃がより大きな側面部に衝突させたもののほうが、下面部に衝突させたものよりもワレ発生率が高いことが示されている。
また、ダメージを与えていないサンプルＣでは、１％とダメージを付与しなければワレ発生率が小さな値に抑えられている。
【００５１】
このように、本発明によるワレ評価方法（実施例１）では、表１から判るように、与えた衝撃が大きいサンプルほどワレ発生率が高い値を示す結果となった。そして、ダメージのないサンプルに対してワレの発生は抑えられており、衝撃を与えたどのサンプルよりも小さな値であり、ほとんど割れなかった。すなわち、本発明によるワレ評価装置、およびそれを用いたワレ評価方法がウエーハのワレ評価として非常に有効であることが判る。
【００５２】
【表１】
2007048923.tif 000003
【００５３】
また、従来の顕微鏡によるワレ評価（比較例１）の結果を表２に示した。これは、ダメージを与えた全てのサンプルについてとりあげている。
表２のように、ワレが発生すると判定されたキズのサイズが１５μｍ以上のものが占める割合は６２％、ワレの発生には至らないと判定されたキズのサイズが１５μｍ未満のものは３１％、キズが検出されなかったものは７％であった。しかしながら、ワレが発生したのはそれぞれ順に８、８、７％であり、ウエーハの表面にあらわれているキズのサイズとワレとの相関は特に見られなかった。特に、キズが検出されないものでもワレが発生している。これは、ウエーハに与えたダメージの大きさと表面上のキズには、必ずしも相関がないことによるものと思われる。
【００５４】
【表２】
2007048923.tif 000004
【００５５】
（実施例２）
熱工程時（昇降温時）において、ウエーハが跳ねたり左右に振動したりする。これは、保持治具との接地面積が偏ったウエーハ（そりなどがあるウエーハ）が、熱変形の影響で急冷時に跳ねたりすることが原因である。この時に、カケ・チッピングが発生することもある。
このように動きやすいウエーハは、外見上は問題なくても、動く時に保持治具と接触、衝突をしたり、高温変形による材質疲労などでウエーハの熱衝撃耐性が劣り、ワレが発生する可能性がある。また、ハンドリングで予期せぬ部位へ接触・衝突をする危険性も大きい。そして、そもそも、そりのような変形を有しているということ自体、ウエーハにダメージが内在しており、したがって変形が大きいほど割れやすいと考えられる。
【００５６】
そこで、反りやすいウエーハとして、ＰＢＳ（Ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｅａｌ）成膜を施したものを用意し、そりが３０μｍ、６０μｍ、９０μｍ、そりがないものをサンプルとした。
【００５７】
ワレ評価の条件は以下のようなものである。
ウエーハ保持治具：ＳｉＣ製  図３の形状とし、熱処理炉への出し入れ方向に対して、ノッチ方向を４５°傾けて保持する。
熱処理炉：Ｎ２雰囲気下  温度設定７５０℃、
ウエーハ搬送速度：５ｃｍ／ｓｅｃ、
実施例１と同様に１サイクル３５分工程とし、５サイクル繰り返した場合のワレで評価する。
【００５８】
実施例２の結果を下記表３に示す。表３からわかるように、そりの具合が大きなものほどワレの発生率が高い結果を示した。そして、そりのないサンプルは、概してそりのある他のどのサンプルよりも小さな値であり、ほとんどワレは生じなかった。
【００５９】
実施例２からも、変形の少ない、すなわちダメージの少ないサンプルほどワレが発生しにくいという結果が得られた。本発明がワレ評価として有効であることが判る。
【００６０】
【表３】
2007048923.tif 000005
【００６１】
（実施例３）
ウエーハの製造において、様々な工程が施されるが、その製造工程の条件がワレの発生に影響する可能性が考えられる。そこで、一例として面取り工程の条件（研削速度、エッチング量）の異なるウエーハをサンプルとし、本発明のワレ評価装置、方法を用いてワレ評価を行った。
【００６２】
サンプルウエーハとして、以下のような条件の面取り工程を施したものを用意した。
研削速度：１５ｍｍ／ｓｅｃ、３０ｍｍ／ｓｅｃ、４５ｍｍ／ｓｅｃ、
エッチング量：１０μｍ、２０μｍ、
【００６３】
ワレ評価の条件は以下のようなものである。
ウエーハ保持治具：石英製  図４の形状とし、載置部の位置（フォーク形状の位置）と、光学式顕微鏡で検出されたウエーハ周辺部のキズの位置を一致させた。周辺部にキズが検出されなかったサンプル（８３％）は、載置部の位置（フォーク形状の位置）とノッチの位置を一致させた。
熱処理炉：Ｎ２雰囲気下  温度設定１１００℃、
ウエーハ搬送速度：２０ｃｍ／ｓｅｃ、
１サイクル４５分工程とし、熱処理炉へ挿入して急加熱して２０分間保持し、その後取り出して急冷却して室温状態で２０分間保持する。これを５サイクル繰り返した場合のワレで評価する。
【００６４】
実施例３において、特に有意差の見られたエッチング量を変更した結果について下記表４に示す。
研削速度のみを変更した場合には、ワレ発生率に有意差が確認できなかった。
【００６５】
一方、表４は、上記面取り工程の条件において、エッチング量のみ変更し、他の条件は同一として面取り工程を施したものについての結果である。
表４から判るように、エッチング量が多いほどワレ発生率が低くなっている。エッチング量が多ければ、サンプルに内在する研削によるダメージをその分十分に多く除去しているのであって、表４は、このことと一致した結果を示している。
【００６６】
【表４】
2007048923.tif 000006
【００６７】
このように、与えられた（内在する）ダメージが小さいサンプルほどワレ発生率が低く、本発明のワレ評価装置を用いたワレ評価方法が、ウエーハのワレ評価として極めて有効であることが示されている。
なお、上記結果をもとに、最良のウエーハエッジ部のエッチング条件を新たに決定し、面取り工程を施したところ、ウエーハ製品のワレ不良の発生率が減少した。
【００６８】
なお、本発明は、上記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。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のワレ評価装置の構成の一例を示した概略図である。
【図２】ウエーハの保持治具の一例である。
【図３】ウエーハの保持治具の別の一例である。
【図４】ウエーハの保持治具の別の一例である。
【図５】ダメージウエーハの作成法の一例である。
【図６】実施例１における急加熱・急冷却温度プロファイルである。
【符号の説明】
【００７０】
１…本発明のウエーハのワレ評価装置、  ２…熱処理炉、
３…冷却装置、  ４…保持治具、  ５…石英マッフル、
６…カンタルヒーター、  ７…断熱材、  ８…水冷管、
９…炉扉、  １０…オートローダー、  １１…空冷装置、
１２…載置部、  １３…衝撃治具、  １４…ウエーハ保持部、
Ｗ…ウエーハ。
【図１】
2007048923.tif 000007
【図２】
2007048923.tif 000008
【図３】
2007048923.tif 000009
【図４】
2007048923.tif 000010
【図５】
2007048923.tif 000011
【図６】
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