(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定用の半導体ウェーハに設けられた溝型のノッチ部内へピンを押圧挿入した後、当該ウェーハを回転させるかピンを押圧しながら移動させて、該溝部から周縁部へピンを相対的に押圧移動させ、その後再度逆にてノッチ部内へピンを押圧挿入する操作を繰り返し、微少チップの発生の有無あるいは溝直線部の摩耗程度にてノッチ部における端面の強度を評価するノッチ部端面強度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウェーハの端面、特にノッチ部の端面強度の評価方法に係り、例えば、硬質ピンを押圧しながらノッチ部のV溝内並びにコーナーから外周にわたり当接移動させることを数回繰り返し、微少チップの発生やV溝直線部の摩耗の程度によりノッチ部における端面の強度を評価するノッチ部端面強度評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハは、ウェーハ自体あるいはデバイスの製造工程において、例えば洗浄時や搬送時にキャリアケース内周面に当接したり、上記製造工程の鏡面研摩時にはウェーハの端面がホルダー内周面に当接したりするが、端面強度が不足すると端面のカケ、ワレの発生、パーティクルの発生による汚染等の問題を生じる。
【０００３】
かかる端面は、面取りにより強度が向上するが、端面の面取り形状、その表面粗さ及び蓄積した歪により、強度の向上差が大変大きいことが知られている。そこで、各種プロセスに応じて要求される端面強度を得るため、半導体ウェーハに適切な面取りを施す必要があり、また、面取りにより得られた端面強度の評価を事前にかつ正確に行っておく必要がある。
【０００４】
従来のウェーハ端面強度の評価方法としては、一定の傾斜角をもった板上を滑らせて硬質ピンに衝突させてカケやワレが発生するまでの回数をカウントする方法、ピン上にウェーハを落下させて、ウェーハ端面より発生したパーティクルをモニターウェーハ上に落下させ、これを面検機で測定し、評価する方法がある。
【０００５】
また、特開平6-201533号に開示される如く、ウェーハ端面にある一定の衝撃力を与えて端面にチップが発生するまでの衝撃回数をカウントし、その回数が多い少ないにより評価する方法、もしくは、衝撃を与える位置におけるパーティクル発生個数の多少の程度により評価する方法が確立されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来方法では、ウェーハの周縁部又はオリエンテーションフラット(OF)部を評価する際は有効であったが、V溝などのノッチ部のようなウェーハの周縁部から凹んだ部分の端面強度を評価する際は、必ずしも有効とは言えない。
【０００７】
実際のプロセスでウェーハをピン接触方式でアライメントする際は、ノッチ部が少しずれていて、ノッチ部用のピンが同部に入らずアライメントエラーを生じたとき、ウェーハを正逆回転させてピンをノッチ部へ押し込む等の対処策をとっている。この場合、ノッチ部、特にコーナー部でのチップ発生が懸念されるが、これを事前に確認、評価できる有効な評価方法は提案されていない。
【０００８】
この発明は、U溝やV溝などのノッチ部を有する半導体ウェーハの端面強度、特に溝のコーナー部でのチップ発生を再現性よく評価可能な半導体ウェーハの端面強評価方法の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者は、半導体ウェーハに施す面取り形状による端面強度の向上効果を評価可能な評価方法について、種々検討した結果、半導体ウェーハに設けられた溝型のノッチ部内へピンを押圧挿入した後、当該ウェーハを回転させて溝部から周縁部へピンを押し出し、再度逆回転させてノッチ部内へピンを押圧挿入する操作を所定回数繰り返し、微少チップの発生の有無あるいは溝直線部の摩耗程度などの基準にて、U溝やV溝などの周縁部から凹んだ部分並びに外周とのコーナー部の端面強度を正確にかつ再現性よく評価できることを知見した。
【００１０】
また、発明者は、被測定用の半導体ウェーハに設けられた溝型のノッチ部内へピンを押圧挿入し、押圧したままピンを溝部から周縁部へ移動させて溝部外へ出した後、再度逆に周縁部から溝部内へ押圧移動させてノッチ部内へピンを押圧挿入する操作を繰り返し、前記評価を行うことにより、端面強度を正確にかつ再現性よく評価できることを知見し、この発明を完成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、半導体ウェーハに設けられたノッチ部内へピンを押圧挿入出する操作について、図1に示す評価装置の一例を基に説明する。まず、吸着用ステージ上にウェーハを載せて、センタリング並びに押し付けを行うための外周部ピンによりウェーハの位置決めを行い、ウェーハを吸着固定する。
【００１２】
ここでは評価装置の押し付け用ユニット部は、ばねあるいはエアシリンダー等のアクチュエーターを用いて、任意に押し付け力を可変できる構造としている。また、ウェーハに設けられたV溝からなるノッチ部へ挿入する位置決め兼用ノッチ部ピンは、SiCもしくは超硬の外径3mm(SEMI規格仕様)ピンを使用している。
【００１３】
次に、位置決め用の外周部ピンとノッチ部ピンでウェーハを掴んだ状態で、図1B、Cに示すように、ステージを1〜2°回転させノッチ部の溝よりよりノッチ部ピンをウェーハの周縁部へ押し出す。その後、再度ステージを逆方向に1〜2°回転させてノッチ部のV溝内へノッチ部ピンを押し込む。この動作を数回繰り返す。この場合、正逆回転角度は同角度で任意設定が可能で、正逆回転の繰り返し回数も任意設定が可能な構成となっている。
【００１４】
前記の操作を終了後、ステージよりウェーハを取り外し、ノッチコーナー部における微少チップ(パーティクル)の発生の有無、あるいはノッチ部コーナーやノッチ部のV溝直線部の摩耗の有無並びに摩耗の大小等を顕微鏡等により確認することにより、ノッチ部における端面強度を評価する。
【００１５】
さらに、従来の方法と同様にノッチ部内へ衝撃を与え、チップ発生迄の衝撃回数を測定するか、又は一定の衝撃力の負荷により発生するパーティクル数をカウントする評価方式も採用可能である。
【００１６】
この発明において、評価装置は上述の水平配置の構成のみならず、垂直にウェーハを支持する構成などノッチ部内へピンを押圧して挿入出可能であればいずれの構成も採用できる。さらに、ウェーハ側を固定してノッチ部ピンをこれに押圧した状態で移動可能に構成するいずれの装置も採用できる。
【００１７】
この発明において、ピンの材質はウェーハより硬く、ウェーハに対する汚染がない材質であれば、SiCや超硬質材など種々の材料を選定できる。
【００１８】
【実施例】
ウェーハの外周端面に面取り形状が異なるA(ラウンドタイプ)、B(テーパータイプ)の2種の面取りを施したウェーハを各25枚使用して端面強度の評価を行った。図1に示す評価装置は、外周部ピンを移動可能に保持したセンタリング兼押し付けユニット部を有する構成で、まずウェーハをステージに載せてから一対の外周部ピンを所要方向に移動させてウェーハの位置決めを行った後、ステージに吸着固定する。
【００１９】
ここでは、外周部ピンに外径10mmの超硬合金を使用し、ノッチ部ピンには外径3mmのSiCを使用し、押し付ける力は1.5kgfとした。
【００２０】
次に、位置決めを行い吸着固定されたウェーハは、ステージを予め設定しておいた角度(2°)で正逆回転させることにより、図1B,Cの如く、ノッチ部ピンをノッチ部のV溝から周縁部へ押し出し、押し込みの操作を予め設定しておいた繰り返し回数(5回)にて行った。
【００２１】
一方、従来と同様な方法でノッチ部のV溝直線部へ前記のノッチ部ピンと同じピンにて衝撃を与える評価も併せて行った。この場合、ウェーハの位置決め後、吸着固定し、外周部ピンとノッチ部ピンは一端開いてノッチ部ピンのみで、ノッチ部の溝またはステージを0.5°回転させ、ノッチ部のコーナーへ一定の力で繰り返し衝撃を与え、ノッチ部ピンの接触部でのチップ発生迄の回数をカウントした。
【００２２】
この発明によるノッチ部へのノッチ部ピンの押し込み押し出し操作による評価において、マイクロスコープ観察の結果、ノッチコーナー部においてAタイプでは微少チップの発生率が92%と高く、Bタイプでは微少チップの発生率は16%と低かった。また、従来の評価方法での結果も、AタイプはBタイプより少ない衝撃回数で、ノッチ部のV溝接触部又はノッチ部のコーナーにチップが発生することを確認した。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、溝型のノッチ部内へピンを押圧挿入した後、当該ウェーハを回転させて溝部から周縁部へピンを押し出し、再度逆回転させてノッチ部内へピンを押圧挿入する操作を所定回数繰り返し、微少チップ(パーティクル)の発生の有無あるいは溝直線部の摩耗程度などの基準にて、評価するもので、実施例に明らかなようにU溝やV溝などの周縁部から凹んだ部分並びに外周とのコーナー部の端面強度を正確にかつ再現性よく評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Aはこの発明による評価装置の構成を示す上面説明図、Bはノッチ部V溝内にノッチ部ピンを押し込んだ状態を示す要部説明図、Cはノッチ部ピンの押し出し状態を示す要部説明図である。
【図１】
0003861506.tif 000002