特開 2025-8521 試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025008521

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/20 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01N3/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110758

(22)【出願日】2023-07-05

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 真

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AA07

2G061AB03

2G061BA04

2G061CB17

2G061DA01

2G061EA01

2G061EB05

(57)【要約】

【課題】複数種類の試験を実施することができる試験装置を提供すること。
【解決手段】試験装置１は、チップの裏面を支持する支持台２１０と、支持台２１０で支持されたチップを押圧する押圧ユニット２２０と、押圧ユニット２２０がチップを押圧する際の荷重を計測する荷重計測器２２３とを備え、押圧ユニット２２０は、支持台２１０で支持されたチップを押圧して３点曲げ試験を行う第１試験用圧子２２７と、支持台２１０で支持されたチップを押圧して４点曲げ試験を行う第２試験用圧子２２８と、を有し、支持台２１０で支持されたチップを押圧ユニットで押圧する際に、第１試験用圧子２２７と第２試験用圧子２２８とが選択自在に構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験片の下面を支持する支持台と、該支持台で支持された試験片を押圧する押圧ユニットと、該押圧ユニットが試験片を押圧する際の荷重を計測する荷重計測器と、を備えた試験装置であって、
該押圧ユニットは、該支持台で支持された試験片を押圧して第１の試験を行う第１試験用圧子と、該支持台で支持された試験片を押圧して第１の試験とは異なる第２の試験を行う第２試験用圧子と、を有し、
該支持台で支持された試験片を該押圧ユニットで押圧する際に該第１試験用圧子と該第２試験用圧子とが選択自在に構成される、試験装置。

【請求項2】

該支持台は、所定の間隔を有して配設されるとともに、それぞれ第１方向に伸長し試験片の下面を支持する一対の支持部を有し、
該第１試験用圧子は、該支持部で支持された試験片の上面に当接し押圧する該第１方向に伸長した第１端部を含み、
該第２試験用圧子は、該支持部で支持された試験片の上面にそれぞれ当接し押圧する該第１方向に伸長した第２端部と、該第２端部に隣接する第３端部と、を含む、請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

該第１試験用圧子と、該第２試験用圧子とは、該第１方向に並設される、請求項２に記載の試験装置。

【請求項4】

該支持台は、該第１試験用圧子で押圧される試験片が載置される第１試験用領域と、該第１方向において該第１試験用領域に隣接し該第２試験用圧子で押圧される試験片が載置される第２試験用領域と、を含み、
該第１試験用領域は、該第１試験用圧子に対面し、該第２試験用領域は該第２試験用圧子に対面する、請求項３に記載の試験装置。

【請求項5】

該試験片を保持する保持面を有し保持した試験片を該支持台上に載置する搬送ユニットを備え、
該搬送ユニットは、該第１の試験を行う試験片を該第１試験用領域に搬送し、該第２の試験を行う試験片を該第２試験用領域に搬送する、請求項４に記載の試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試験片の強度を測定する試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

試験片の強度を測定するために３点曲げ試験が広く利用されている。そして、３点曲げ試験によって試験片の強度を測定するための試験装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－９４８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、試験片の強度を測定するために４点曲げ試験も広く利用されており、複数の試験種類を実施できる試験装置が切望されている。

【0005】

本発明の目的は、複数種類の試験を実施することができる試験装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の試験装置は、試験片の下面を支持する支持台と、該支持台で支持された試験片を押圧する押圧ユニットと、該押圧ユニットが試験片を押圧する際の荷重を計測する荷重計測器と、を備えた試験装置であって、該押圧ユニットは、該支持台で支持された試験片を押圧して第１の試験を行う第１試験用圧子と、該支持台で支持された試験片を押圧して第１の試験とは異なる第２の試験を行う第２試験用圧子と、を有し、該支持台で支持された試験片を該押圧ユニットで押圧する際に該第１試験用圧子と該第２試験用圧子とが選択自在に構成されることを特徴とする。

【0007】

前記試験装置において、該支持台は、所定の間隔を有して配設されるとともに、それぞれ第１方向に伸長し試験片の下面を支持する一対の支持部を有し、該第１試験用圧子は、該支持部で支持された試験片の上面に当接し押圧する該第１方向に伸長した第１端部を含み、該第２試験用圧子は、該支持部で支持された試験片の上面にそれぞれ当接し押圧する該第１方向に伸長した第２端部と、該第２端部に隣接する第３端部と、を含んでも良い。

【0008】

前記試験装置において、該第１試験用圧子と、該第２試験用圧子とは、該第１方向に並設されても良い。

【0009】

前記試験装置において、該支持台は、該第１試験用圧子で押圧される試験片が載置される第１試験用領域と、該第１方向において該第１試験用領域に隣接し該第２試験用圧子で押圧される試験片が載置される第２試験用領域と、を含み、該第１試験用領域は、該第１試験用圧子に対面し、該第２試験用領域は該第２試験用圧子に対面しても良い。

【0010】

前記試験装置において、該試験片を保持する保持面を有し保持した試験片を該支持台上に載置する搬送ユニットを備え、該搬送ユニットは、該第１の試験を行う試験片を該第１試験用領域に搬送し、該第２の試験を行う試験片を該第２試験用領域に搬送しても良い。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、複数種類の試験を実施することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態１に係る試験装置の構成例の一部を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示された試験装置の要部の斜視図である。

【図3】図３は、図１に示された試験装置の測定対象のチップに分割されたウェーハの斜視図である。

【図4】図４は、図１に示された試験装置の強度測定機構を示す斜視図である。

【図5】図５は、図４に示しされた強度測定機構の支持台と圧子を第１方向に直交する第２方向であるＸ軸方向からみた側面図である。

【図6】図６は、図４に示された強度測定機構の第１試験用圧子の先端を示す正面図である。

【図7】図７は、図４に示された強度測定機構の第２試験用圧子の先端を示す正面図である。

【図8】図８は、図１に示された試験装置が支持台の第１試験用領域にチップを載置した状態を示す断面図である。

【図9】図９は、図１に示された試験装置が支持台の第２試験用領域にチップを載置した状態を示す断面図である。

【図10】図１０は、図８に示されたチップが破壊された状態を示す断面図である。

【図11】図１１は、図９に示されたチップが破壊された状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0014】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る試験装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る試験装置の構成例の一部を示す斜視図である。図２は、図１に示された試験装置の要部の斜視図である。図３は、図１に示された試験装置の測定対象のチップに分割されたウェーハの斜視図である。

【0015】

実施形態１に係る図１及び図２に示す試験装置１は、図３に示すウェーハ１０から個々に分割された試験片であるチップ１４を破壊して、チップ１４の強度を測定するチップ破壊装置である。

【0016】

（ウェーハ）
実施形態１では、ウェーハ１０は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板１１とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等である。ウェーハ１０は、基板１１の表面１１－１に格子状に形成された複数の分割予定ライン１２によって格子状に区画された領域にデバイス１３が形成されている。実施形態１において、ウェーハ１０は、外周縁に環状フレーム１６が装着された支持部材である粘着テープ１５が裏面１１－２に貼着されて、環状フレーム１６に支持されて、ウェーハユニット１７を構成している。即ち、実施形態１では、ウェーハ１０は、粘着テープ１５により支持されている。また、ウェーハ１０は、分割予定ライン１２に沿って個々のチップ１４に個片化されている。なお、チップ１４は、基板１１の一部とデバイス１３とを備える。

【0017】

なお、実施形態１では、ウェーハ１０は、基板１１の表面１１－１にデバイス１３が形成されているが、本発明では、試験装置１がウェーハ１０を個々のチップ１４に分割する所謂後工程の加工条件の妥当性を評価するために用いられる場合には、表面１１－１にデバイス１３が形成されていなくても良い。

【0018】

（試験装置）
試験装置１は、図１に示すように、装置本体２上に設けられウェーハユニット１７を複数収容するカセット４が載置されるカセット載置台３と、カセット４にウェーハユニット１７を出し入れする搬出入ユニット５と、カセット４から搬出されたウェーハユニット１７又はカセット４に搬入される前のウェーハユニット１７が仮置きされる一対の仮置きレール６と、フレーム固定ユニット７と、制御ユニット４００とを備える。

【0019】

カセット４は、複数のウェーハユニット１７を鉛直方向と平行なＺ軸方向に間隔をあけて収容する収容容器であって、ウェーハ１０を出し入れする開口８が設けられている。カセット載置台３は、上面にカセット４が載置され、カセット４を鉛直方向と平行なＺ軸方向に昇降させる。

【0020】

一対の仮置きレール６は、装置本体２上でかつカセット載置台３に載置されるカセット４の開口８の幅方向の両端に設けられ、水平方向と平行な第１方向であるＹ軸方向に直線状に延びている。一対の仮置きレール６は、互いに平行に配置され、Ｙ軸方向に直交しかつ水平方向と平行な第２方向であるＸ軸方向に沿って互いに間隔をあけて配置されている。一対の仮置きレール６は、ウェーハユニット１７の環状フレーム１６が仮置きされる。

【0021】

フレーム固定ユニット７は、環状のフレーム支持部材１８と、フレーム支持部材１８の上方に配置されかつ固定された環状のフレーム押さえ部材１９と、フレーム支持部材１８を昇降させる図示しない昇降機構とを備える。フレーム支持部材１８は、上昇される前では上面が仮置きレール６の上面と同一平面上に位置して、ウェーハユニット１７の環状フレーム１６が載置される。フレーム固定ユニット７は、フレーム支持部材１８の上面にウェーハユニット１７の環状フレーム１６が載置されると、昇降機構がフレーム支持部材１８を上昇させて、フレーム押さえ部材１９とフレーム支持部材１８との間に環状フレーム１６を挟み込んで、ウェーハユニット１７を固定する。

【0022】

搬出入ユニット５は、図示しない移動機構によりＹ軸方向に移動自在に設けられている。搬出入ユニット５は、カセット４からウェーハユニット１７を搬出して、仮置きレール６上に仮置きした後、フレーム固定ユニット７の降下したフレーム支持部材１８の上面までウェーハユニット１７を搬出して、フレーム支持部材１８の上面に載置する。また、搬出入ユニット５は、フレーム固定ユニット７の降下したフレーム支持部材１８の上面上のウェーハユニット１７を仮置きレール６を介してカセット４内に搬入する。

【0023】

また、試験装置１は、図２に示すように、フレーム固定ユニット７をＹ軸方向とＸ軸方向とに移動する移動機構３０と、突き上げ機構５０と、撮像カメラ６０と、搬送ユニット２０と、チップ観察機構１００と、強度測定機構２００とを備える。

【0024】

移動機構３０は、装置本体２上に設けられかつ移動テーブル４０をＸ軸方向に移動するＸ軸移動機構３２と、Ｘ軸移動機構３２によりＸ軸方向に移動される移動テーブル４０上に設けられかつフレーム固定ユニット７をＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構４２とを備える。Ｘ軸移動機構３２は、一対の仮置きレール６とＹ軸方向に並ぶ位置と一対の仮置きレール６から離れる位置とに亘って移動テーブル４０即ちフレーム固定ユニット７をＸ軸方向に移動する。各移動機構３２，４２は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ３６，４６、ボールねじ３６，４６を軸心回りに回転させる周知のモータ３８，４８及び移動テーブル４０又はフレーム固定ユニット７をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール３４，４４を備える。

【0025】

（突き上げ機構）
突き上げ機構５０は、Ｘ軸移動機構３２により一対の仮置きレール６から離れる位置に位置付けられたフレーム固定ユニット７の下方に配置される。突き上げ機構５０は、装置本体２の凹部９内に設けられ、Ｘ軸移動機構３２により一対の仮置きレール６から離れる位置に位置付けられたフレーム固定ユニット７で固定されたウェーハユニット１７の粘着テープ１５を介していずれかのチップ１４を突き上げるものである。

【0026】

突き上げ機構５０は、全体が一体として、モータ等で構成される昇降機構（図示せず）と接続され、Ｚ軸方向に沿って昇降する。突き上げ機構５０は、中空の円筒状に形成されたテープ保持部５１と、テープ保持部５１の内部に配置された四角柱状の突き上げ部５２とを有する。テープ保持部５１の上面は、水平方向と平行に平坦に形成され、テープ保持部５１の周方向に沿って同心円状に形成された複数の吸引溝が形成されている。吸引溝はそれぞれ、突き上げ機構５０の内部に形成された吸引路及び開閉弁を介して、エジェクタ等でなる吸引源に接続している。

【0027】

突き上げ部５２は、上面の平面形状がチップ１４の平面形状よりも小さい四角形に形成されている。突き上げ部５２は、モータ等で構成される昇降ユニットと接続され、テープ保持部５１に対して相対的にＺ軸方向に沿って昇降可能である。

【0028】

突き上げ機構５０は、フレーム固定ユニット７で保持された環状フレーム１６を含むウェーハユニット１７が上方に位置付けられた状態で、テープ保持部５１の上面の吸引溝が吸引源により吸引されて、テープ保持部５１の上面にピックアップすべきチップ１４の周囲の粘着テープ１５を吸引保持する。突き上げ機構５０は、テープ保持部５１の上面にピックアップすべきチップ１４の周囲の粘着テープ１５を吸引保持して、突き上げ部５２が上昇されることで、チップ１４を粘着テープ１５よりも上方に突き上げて、チップ１４の外周縁を粘着テープ１５から剥離する。なお、突き上げ機構５０の寸法は、チップ１４のサイズに応じて適宜調整される。

【0029】

撮像カメラ６０は、凹部９上のフレーム固定ユニット７により固定されたウェーハユニット１７のウェーハ１０の全体を撮像可能な位置に配置される。撮像カメラ６０は、フレーム固定ユニット７により固定されたウェーハ１０の全体を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。撮像カメラ６０は、フレーム固定ユニット７により固定されたウェーハユニット１７のウェーハ１０の全体を撮影して、ウェーハ１０の所定のチップ１４と突き上げ機構５０との位置合わせを行なうため等の画像を得、得た画像を制御ユニット４００に出力する。

【0030】

（搬送ユニット）
搬送ユニット２０は、ピックアップ機構７０と、コレット移動手段であるコレット移動機構８０とを有する。

【0031】

ピックアップ機構７０は、複数のチップ１４に分割され粘着テープ１５で支持されたウェーハ１０から突き上げ機構５０により突き上げされた所定のチップ１４をピックアップするものである。ピックアップ機構７０は、図２に示すように、コレット移動機構８０によりＹ軸方向とＺ軸方向とに移動される移動基台７２と、移動基台７２からコレット移動機構８０から離れる方向にＸ軸方向に延在したアーム７４と、アーム７４の先端に設けられチップ１４を保持するコレット７６とを備える。

【0032】

コレット７６は、アーム７４の先端の下端部に取り付けられている。コレット７６は、下面７７がエジェクタ等でからなる吸引源に接続して、吸引源により吸引されて、チップ１４を吸引保持する保持面をなしている。即ち、搬送ユニット２０は、チップ１４を保持する保持面である下面７７を有している。ピックアップ機構７０は、コレット７６の下面７７に突き上げ機構５０により突き上げられたチップ１４を吸引保持し、コレット移動機構８０により上昇されることで、所定のチップ１４を粘着テープ１５からピックアップする。

【0033】

また、実施形態１では、試験装置１は、突き上げ機構５０の上面側に粘着テープ１５からピックアップされる際にチップ１４にかかる荷重を計測する計測手段であるロードセルを備えても良い。ロードセルは、計測結果を制御ユニット４００に出力する。なお、本発明では、計測手段であるロードセルをピックアップ機構７０のコレット７６の下面７７側に設けても良い。

【0034】

コレット移動機構８０は、チップ１４を粘着テープ１５からピックアップするピックアップ位置と、強度測定機構２００の後述する支持台２１０上にチップ１４を載置する載置位置との間でコレット７６を移動するものである。コレット移動機構８０は、装置本体２上に設けられかつ移動テーブル９０をＹ軸方向に移動する第２Ｙ軸移動機構８２と、第２Ｙ軸移動機構８２によりＹ軸方向に移動される移動テーブル９０上に設けられかつ移動基台７２即ちピックアップ機構７０をＺ軸方向に移動するＺ軸移動機構９２とを備える。

【0035】

第２Ｙ軸移動機構８２は、突き上げ機構５０の上面とコレット７６の下面７７がＺ軸方向に対面するピックアップ位置から移動テーブル９０即ちピックアップ機構７０をＹ軸方向に沿って強度測定機構２００に向かって移動する。各移動機構８２，９２は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ８６，９６、ボールねじ８６，９６を軸心回りに回転させる周知のモータ８８，９８及び移動テーブル９０又はピックアップ機構７０をＹ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール８４，９４を備える。

【0036】

チップ観察機構１００は、チップ１４の表面１１－１、裏面１１－２及び側面を撮像して観察するものである。チップ観察機構１００は、図１及び図２に示すように、装置本体２上の突き上げ機構５０のＹ軸方向の隣りに配置された下方撮像ユニット１０２と、側方撮像ユニット１１２と、チップ１４の上下を反転するチップ反転機構１５０とを備える。

【0037】

下方撮像ユニット１０２は、ピックアップ機構７０のコレット７６に保持されたチップ１４を下方から撮像する下方撮像カメラ１０３を備える。下方撮像カメラ１０３は、コレット７６の移動経路と重なる位置に配置されている。下方撮像ユニット１０２は、下方撮像カメラ１０３がチップ１４を下方から撮像し、撮像して得た画像を制御ユニット４００に出力する。

【0038】

側方撮像ユニット１１２は、チップ１４を側方から即ちチップ１４の側面を撮像するものである。側方撮像ユニット１１２は、下方撮像ユニット１０２のＹ軸方向の隣りに配置され、実施形態１では、下方撮像ユニット１０２よりも突き上げ機構５０から離れた側に配置されている。

【0039】

側方撮像ユニット１１２は、チップ１４を支持する柱状のチップ支持台１１４と、チップ１４の側面を撮像する側面撮像カメラ１１３とを備える。

【0040】

チップ支持台１１４は、装置本体２から上方に向かって延びており、下方撮像カメラ１０３とＹ軸方向に並ぶ位置（即ち、コレット７６の移動経路と重なる位置）に配置されている。チップ支持台１１４は、上面が水平方向と平行に平坦に形成され、上面上にピックアップ機構７０のコレット７６により搬送されたチップ１４を支持する。また、チップ支持台１１４は、図示しない回転駆動源と接続されており、回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する。

【0041】

側面撮像カメラ１１３は、チップ支持台１１４の上面上に配置されたチップ１４の側面を撮影可能な位置に配置されている。側面撮像カメラ１１３は、チップ１４の側面を撮像する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。側面撮像カメラ１１３は、チップ支持台１１４の上面に配置されたチップ１４の側面を撮像し、撮像して得た画像を制御ユニット４００に出力する。

【0042】

なお、試験装置１は、コレット７６の移動経路と重なる位置にチップ支持台１１４を設けているため、コレット７６によってチップ１４をチップ支持台１１４の上面に配置できる。

【0043】

側方撮像ユニット１１２は、チップ支持台１１４によって支持されたチップ１４の一側面を側面撮像カメラ１１３によって撮像する。その後、チップ支持台１１４を所定の角度回転させた後、側面撮像カメラ１１３によってチップ１４の他の側面を撮像する。このようにして、側方撮像ユニット１１２は、側面撮像カメラ１１３によってチップ１４の全ての側面（例えば、チップ１４の４辺の側面）が撮像し、チップ１４の厚さや、チップ１４に形成された欠け（チッピング）の大きさ等を含んだ画像を得て、得た画像を制御ユニット４００に出力する。また、側方撮像ユニット１１２は、チップ支持台１１４の回転角度を制御することにより、チップ１４が強度測定機構２００に配置される際における、チップ１４の水平方向の向き（角度）を調整できる。

【0044】

上記の下方撮像ユニット１０２及び側方撮像ユニット１１２により、チップ観察機構１００は、コレット７６にピックアップされたチップ１４の表面１１－１、裏面１１－２及び側面を撮像する。なお、本発明では、チップ１４の側面を撮像する側面撮像カメラ１１３は、コレット７６によって保持された状態のチップ１４の側面を撮像可能な位置に設けられていてもよい。この場合、チップ１４をチップ支持台１１４で支持することなくチップ１４の側面を観察できるため、チップ１４をチップ支持台１１４上に配置することによってチップ１４の裏面１１－２等が傷つくことを防止できる。

【0045】

チップ反転機構１５０は、側方撮像ユニット１１２のチップ支持台１１４の上方に配置されている。チップ反転機構１５０は、先端部でチップ１４を保持した状態で、Ｘ軸方向と平行な軸心回りに基底部１５１を１８０°回転可能に構成されている。

【0046】

チップ反転機構１５０は、チップ１４の上下に反転する際、チップ１４を支持したチップ支持台１１４の上面に対して、図１及び図２中に実線で示す位置から基底部１５１を１８０°回転させて、図１及び図２中に点線で示す位置に位置付ける。チップ反転機構１５０は、先端部にチップ１４を吸引保持し、基底部１５１を１８０°回転して、チップ１４の上下を反転する。

【0047】

チップ反転機構１５０により反転されたチップ１４は、ピックアップ機構７０のコレット７６により吸引保持されて、チップ反転機構１５０の先端部の吸引保持が停止した後、コレット移動機構８０に移動されるコレット７６により下方撮像ユニット１０２上又は強度測定機構２００に搬送される。このように、チップ反転機構１５０は、チップ１４の上下を反転する。

【0048】

（強度測定機構）
図４は、図１に示された試験装置の強度測定機構を示す斜視図である。図５は、図４に示しされた強度測定機構の支持台と圧子を第１方向に直交する第２方向であるＸ軸方向からみた側面図である。図６は、図４に示された強度測定機構の第１試験用圧子の先端を示す正面図である。図７は、図４に示された強度測定機構の第２試験用圧子の先端を示す正面図である。

【0049】

強度測定機構２００は、ピックアップ機構７０でピックアップされたチップ１４の強度を計測する計測手段である。強度測定機構２００は、チップ観察機構１００とＹ軸方向の隣りに配置され、実施形態１では、チップ観察機構１００よりも突き上げ機構５０から離れた側に配置されている。また、実施形態１では、強度測定機構２００は、コレット７６の移動経路と重なる位置に配置されている。

【0050】

強度測定機構２００は、図４に示すように、下部容器２０１（図１及び図２に示す）と、支持台２１０と、押圧ユニット２２０とを備える。下部容器２０１は、装置本体２上に配置され、上側に開口部２０２が形成された箱状に形成されている。

【0051】

支持台２１０は、ピックアップ機構７０のコレット７６によりピックアップされかつチップ観察機構１００により表面１１－１、裏面１１－２及び側面が撮像されたチップ１４を支持するものである。支持台２１０は、下部容器２０１内に収容され、コレット７６の移動経路と重なる位置に配置されている。このために、コレット移動機構８０は、コレット７６を突き上げ機構５０にＺ軸方向に対向する位置から支持台２１０にＺ軸方向に対向する位置に移動する。

【0052】

支持台２１０は、図４に示すように、チップ１４を支持する一対の長尺支持部２０５と、長尺支持部２０５それぞれのＸ軸方向における位置と一対の長尺支持部２０５間の間隔とを変更する支持台移動機構２１９とを備える。一対の長尺支持部２０５は、互いにＸ軸方向に所定の間隔をあけて配設されている。長尺支持部２０５は、それぞれ、支持部材２１１と、接触部材２１４とを備える。

【0053】

支持部材２１１は、直方体状に形成されている。一対の長尺支持部２０５の支持部材２１１は、互いにＸ軸方向に間隔をあけて配置され、互いの間に所定の間隔が設けられている。また、一対の支持部材２１１は、上面の長手方向がＹ軸方向に沿って配置されている。一対の支持部材２１１は、上面側に強度が測定されるチップ１４がコレット７６等により配置される。このために、搬送ユニット２０は、ウェーハユニット１７からピックアップしたチップ１４を支持台２１０上に載置する。なお、実施形態１では、支持部材２１１即ち支持台２１０は、チップ１４の下面である裏面１１－２側が載置され、裏面１１－２を支持する。

【0054】

支持部材２１１は、それぞれ上面の互いに隣接する縁部に上方に突出する柱状（棒状）の支持突起２１３（支持部に相当）が形成され、上面の前述した縁部以外が接触部材２１４で被覆されている。即ち、支持台２１０は、一対の支持突起２１３を有する。支持突起２１３は、例えばステンレス鋼材等の金属でなり、所定の間隔を有して配設されるとともに、それぞれＹ軸方向と平行に伸長し、チップ１４の裏面１１－２側を支持する。なお、実施形態１では、支持突起２１３の上面の断面形状は、上方に凸の曲面に形成されている。

【0055】

接触部材２１４は、支持突起２１３よりも柔軟な材質（例えば、スポンジゴム等）により構成され、厚みが一定の板状に形成されている。接触部材２１４は、平面形状が矩形状に形成され、変形していない状態の厚みが支持突起２１３の上面からの突出量よりも厚い。

【0056】

接触部材２１４は、上面にチップ１４の裏面１１－２が重ねられて、チップ１４を支持する。このために、接触部材２１４の上面は、チップ１４の裏面１１－２を支持する。なお、実施形態１では、変形していない状態の接触部材２１４の上面は、支持突起２１３の上端よりも１ｍｍ程度上方に配置される。このために、支持部材２１１上に配置されたチップ１４は、裏面１１－２が支持突起２１３から間隔をあけて、接触部材２１４の上面に接触する。また、支持突起２１３の上端２１３－１には、圧子２２７，２２８がチップ１４を押圧すると、接触部材２１４が変形してチップ１４の裏面１１－２に接触して、裏面１１－２を支持する。

【0057】

支持台移動機構２１９は、各支持部材２１１をＸ軸方向に移動させるものであって、装置本体２に固定された固定板２１５に回転自在に設けられたボールねじ２１６と、ボールねじ２１６を回転するモータ２１７と、各支持部材２１１をＸ軸方向に移動自在に支持するガイドレール２１８とを備える。

【0058】

押圧ユニット２２０は、支持台２１０に支持されたチップ１４を押圧し、チップ１４の押圧時に押圧ユニット２２０にかかる荷重を測定するとともに、支持台２１０に支持されたチップ１４を押圧して破壊するものである。押圧ユニット２２０は、下部容器２０１の上方に設けられている。

【0059】

押圧ユニット２２０は、図４に示すように、移動手段である移動機構２３０と、移動基台２２１と、第１試験用圧子２２７と、第２試験用圧子２２８とを備える。

【0060】

移動機構２３０は、圧子２２７，２２８を一対の長尺支持部２０５で支持されたチップ１４に対して相対的にＺ軸方向に近接移動させるものである。移動機構２３０は、装置本体２から上方に延びて装置本体２に固定された支持板２３１と、支持板２３１に軸心回りに回転自在に支持されたボールねじ２３２と、ボールねじ２３２を軸心回りに回転するモータ２３３と、移動基台２２１をＺ軸方向に移動自在に支持するガイドレール２３４とを備える。

【0061】

支持板２３１、ボールねじ２３２及びガイドレール２３４の長手方向は、Ｚ軸方向と平行である。ボールねじ２３２は、移動基台２２１に設けられたねじ孔に螺合している。ガイドレール２３４は、支持板２３１に取り付けられている。移動機構２３０は、モータ２３３がボールねじ２３２を軸心回りに回転することで、移動基台２２１を介して圧子２２７をＺ軸方向に移動する。

【0062】

移動基台２２１は、直方体状に形成され、下面側に下方に延びた円筒状の第１支持部材２２２が接続されており、第１支持部材２２２の下端側にロードセル等からなる荷重計測手段である荷重計測器２２３が固定されている。荷重計測器２２３は、圧子２２７，２２８が一対の長尺支持部２０５で支持されたチップ１４を押圧する荷重を計測し、計測結果を制御ユニット４００に出力する。即ち、押圧ユニット２２０は、圧子２２７，２２８が一対の長尺支持部２０５で支持されたチップ１４を押圧する際の荷重を計測する荷重計測器２２３を備える。

【0063】

荷重計測器２２３の下側には、円筒状の第２支持部材２２４を介して挟持部材２２５が取り付けられている。挟持部材２２５は、正面視で略門型形状に形成されており、互いに対向する一対の挟持面２２６間に一対の長尺支持部２０５によって支持されたチップ１４を押圧する圧子２２７，２２８が固定されている。

【0064】

第１試験用圧子２２７は、支持台２１０で支持されたチップ１４を押圧して第１の試験である３点曲げ試験を行うものである。第２試験用圧子２２８は、支持台２１０で支持されたチップ１４を押圧して第１の試験とは異なる第２の試験である４点曲げ試験を行うものである。圧子２２７，２２８は、長尺支持部２０５の上方で且つ一対の長尺支持部２０５の間の上方に配置され、長尺支持部２０５の支持突起２１３と平行にＹ軸方向に伸張しているとともに、図４及び図５に示すように、Ｙ軸方向に並設されている。

【0065】

第１試験用圧子２２７は、下方に向かうにしたがって幅が狭くなる先細りの一体の板状に形成され、図６に示すように、下端に下側に凸の曲面に形成された第１端部２２７－１を含む。第１端部２２７－１は、Ｙ軸方向に伸長している。第２試験用圧子２２８は、一体の板状に形成され、図７に示すように、下端に下方に向かうにしたがって幅が狭くなる先細りでかつ下側に凸の曲面に形成された第２端部２２８－２と第３端部２２８－３とを含む。第２端部２２８－２と第３端部２２８－３とは、Ｘ軸方向に隣接し、それぞれＹ軸方向に伸長しているとともに、互いに同一形状に形成されて下端が同一平面上に位置する。

【0066】

第１端部２２７－１、第２端部２２８－２及び第３端部２２８－３は、支持台２１０の支持突起２１３で支持されたチップ１４の上面である表面１１－１にそれぞれ当接し、押圧するものである。圧子２２７，２２８は、上端がＹ軸方向と平行に挟持部材２２５により支持され、各端部２２７－１，２２８－２，２２８－３が一対の長尺支持部２０５間の上方に配置される。なお、実施形態１では、第１試験用圧子２２７が、第２試験用圧子２２８よりもチップ観察機構１００寄り即ち搬送ユニット２０のチップ１４の搬送経路の上流側に配置されている。

【0067】

また、実施形態１にかかる試験装置１では、チップ１４が載置される支持台２１０上は、図４及び図５に示すように、第１試験用圧子２２７で押圧されるチップ１４が載置される第１試験用領域２１０－１と、Ｙ軸方向において第１試験用領域２１０－１に隣接しかつ第２試験用圧子２２８で押圧されるチップ１４が載置される第２試験用領域２１０－２とを含む。第１試験用領域２１０－１は、Ｚ軸方向に沿って第１試験用圧子２２７に対面し、第２試験用領域２１０－２は、Ｚ軸方向に沿って第２試験用圧子２２８に対面する。

【0068】

このように、実施形態１において、支持台２１０上の第１試験用領域２１０－１と第２試験用領域２１０－２とは、Ｙ軸方向に並設されている。また、実施形態１では、支持台２１０のＹ軸方向の全長と、圧子２２７，２２８を合わせたＹ軸方向の全長とが等しく、第１試験用領域２１０－１のＹ軸方向の全長と第１試験用圧子２２７の第１端部２２７－１のＹ軸方向の全長とが略等しく、第２試験用領域２１０－２のＹ軸方向の全長と第２試験用圧子２２８の第２端部２２８－２及び第３端部２２８－３のＹ軸方向の全長とが略等しい。

【0069】

強度測定機構２００は、チップ１４の抗折強度を測定する際は、移動基台２２１と圧子２２７，２２８等を移動機構２３０により上方に位置付けた状態で、支持台移動機構２１９により一対の支持部材２１１のＸ軸方向における位置を調整するとともに、チップ１４の寸法等に応じた間隔に一対の支持部材２１１間の間隔を調整する。強度測定機構２００は、一対の支持部材２１１上にコレット７６等によりチップ１４が載置される。このときチップ１４は、両端部が支持部材２１１によって支持され、中央部が長尺支持部２０５間と重なる。

【0070】

なお、チップ１４を一対の支持部材２１１上に配置する際にチップ１４の裏面１１－２側が支持突起２１３と接触すると、配置の際の衝撃によってチップ１４の裏面１１－２側が傷つくことがある。この場合、チップ１４の抗折強度が変化してしまい、複数のチップ１４の抗折強度を同一の条件で測定することが困難になることがある。

【0071】

このため、実施形態１では、強度測定機構２００は、支持部材２１１の上面側に柔軟な材料でなる接触部材２１４を設けて、接触部材２１４の上面が支持突起２１３の上端よりも上方に位置する。実施形態１では、強度測定機構２００は、チップ１４を一対の支持部材２１１上に配置すると、チップ１４が支持突起２１３に接触することなく接触部材２１４の上面と接触し、上面で支持される。これにより、強度測定機構２００は、チップ１４を配置する際にチップ１４の裏面１１－２側が支持突起２１３と接触して傷つくことを防止でき、チップ１４の抗折強度の変化を抑制できる。

【0072】

強度測定機構２００は、移動基台２２１と圧子２２７，２２８と上部容器２４０等を移動機構３０により降下させて、圧子２２７，２２８でチップ１４を押圧し、チップ１４の押圧によって圧子２２７，２２８にかかる荷重（Ｚ軸方向の力）を荷重計測器２２３によって計測し、計測結果を適宜制御ユニット４００に出力しながら圧子２２７，２２８でチップ１４を破壊する。強度測定機構２００は、チップ１４の一対の支持突起２１３及び第１試験用圧子２２７の第１端部２２７－１を用いた３点曲げ試験を行い、この３点曲げ試験中の荷重を計測し、計測結果を制御ユニット４００に出力する。また、強度測定機構２００は、チップ１４の一対の支持突起２１３及び第２試験用圧子２２８の第２端部２２８－２及び第３端部２２８－３を用いた４点曲げ試験を行い、この４点曲げ試験中の荷重を計測し、計測結果を制御ユニット４００に出力する。

【0073】

なお、強度測定機構２００は、チップ１４に３点曲げ試験を行う際には、チップ１４を支持台２１０の第１試験用領域２１０－１上で支持し、支持したチップ１４を第１試験用圧子２２７の第１端部２２７－１で押圧して破壊する。また、強度測定機構２００は、チップ１４に４点曲げ試験を行う際には、チップ１４を支持台２１０の第２試験用領域２１０－２上で支持し、支持したチップ１４を第２試験用圧子２２８の第２端部２２８－２及び第２端部２２８－２で押圧して破壊する。

【0074】

（制御ユニット）
制御ユニット４００は、試験装置１の上述した各ユニットをそれぞれ制御して、各チップ１４に対する測定動作を試験装置１に実施させるものである。制御ユニット４００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット４００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、試験装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して試験装置１の上述した各ユニットに出力する。

【0075】

また、制御ユニット４００は、測定動作の状態や画像などを表示する表示画面３０１を有する表示手段である表示ユニット３００と、制御ユニット４００に接続されかつオペレータが試験装置１の制御ユニット４００に情報などを入力する際に用いる入力手段であるタッチパネル３０２とが接続されている。表示ユニット３００は、液晶表示装置などにより構成される。タッチパネル３０２は、表示ユニット３００の表示画面３０１に重ねられる。

【0076】

次に、前述した構成の試験装置１のチップ１４を破壊して荷重を測定する測定動作を説明する。図８は、図１に示された試験装置が支持台の第１試験用領域にチップを載置した状態を示す断面図である。図９は、図１に示された試験装置が支持台の第２試験用領域にチップを載置した状態を示す断面図である。図１０は、図８に示されたチップが破壊された状態を示す断面図である。図１１は、図９に示されたチップが破壊された状態を示す断面図である。

【0077】

試験装置１は、オペレータ等により複数のウェーハユニット１７を収容したカセット４をカセット載置台３に設置され、タッチパネル３０２等が操作されて、測定条件が制御ユニット４００に入力される。なお、測定条件は、各ウェーハユニット１７の各チップ１４の位置と、各チップ１４に実施される試験が３点曲げ試験であるか４点曲げ試験であるかを１対１で対応付けられた情報を含む。

【0078】

試験装置１は、制御ユニット４００がオペレータの測定開始指示を受け付けると、制御ユニット４００が搬出入ユニット５を制御して測定前のウェーハ１０を含むウェーハユニット１７をカセット４から搬出させて一対の仮置きレール６上に仮置きさせ、搬出入ユニット５を制御して、仮置きレール６上に仮置きされたウェーハユニット１７の環状フレーム１６をフレーム固定ユニット７の降下したフレーム支持部材１８上に載置させる。制御ユニット４００は、フレーム固定ユニット７を制御して、フレーム支持部材１８を上昇させて、ウェーハユニット１７をフレーム固定ユニット７で固定した後、移動機構３０を制御して、フレーム固定ユニット７により固定されたウェーハユニット１７を突き上げ機構５０上に位置付ける。

【0079】

試験装置１は、制御ユニット４００が撮像カメラ６０にフレーム固定ユニット７に固定されたウェーハユニット１７のウェーハ１０を撮像させて、ウェーハ１０の所定のチップ１４と突き上げ機構５０との位置合わせを遂行する。試験装置１は、制御ユニット４００が、突き上げ機構５０を制御して、突き上げ部５２を上昇させて所定のチップ１４を突き上げて、ピックアップ機構７０等を制御して所定のチップ１４をコレット７６に吸引保持する。試験装置１は、制御ユニット４００がチップ観察機構１００を制御して、測定条件で定められた表面１１－１、裏面１１－２及び側面を撮像してこれらの画像を取得し、記憶装置に記憶した後、強度測定機構２００の一対の長尺支持部２０５上にチップ１４の裏面１１－２を載置する。

【0080】

この際、試験装置１は、制御ユニット４００が測定条件を参照してコレット７６に吸引保持したチップ１４が３点曲げ試験を行うチップである場合には、図８に示すように、チップ１４を支持台２１０上の第１試験用領域２１０－１に搬送する。また、試験装置１は、制御ユニット４００が測定条件を参照してコレット７６に吸引保持したチップ１４が４点曲げ試験を行うチップである場合には、図９に示すように、チップ１４を支持台２１０上の第２試験用領域２１０－２に搬送する。こうして、搬送ユニット２０は、３点曲げ試験を行うチップ１４を第１試験用領域２１０－１に搬送し、４点曲げ試験を行うチップ１４を第２試験用領域２１０－２に搬送する。

【0081】

実施形態１において、試験装置１は、制御ユニット４００が強度測定機構２００を制御して圧子２２７，２２８等を移動機構２３０により降下させて、圧子２２７，２２８の端部２２７－１，２２８－２，２２８－３をチップ１４の表面１１－１側に接触させ、チップ１４を圧子２２７，２２８により押圧する。また、チップ１４の押圧によって圧子２２７，２２８にかかる荷重（Ｚ軸方向の力）が、荷重計測器２２３によって計測され、計測結果が適宜制御ユニット４００に出力される。

【0082】

試験装置１は、制御ユニット４００が強度測定機構２００を制御して、圧子２２７，２２８等を更に降下させて、チップ１４を圧子２２７，２２８により更に押圧し、チップ１４を支持する接触部材２１４を変形させるとともにチップ１４を撓ませる。その結果、チップ１４の裏面１１－２側が支持部材２１１の支持突起２１３と接触して、チップ１４が一対の支持突起２１３によって支持され、チップ１４を押圧する圧子２２７にかかる荷重が増大する。なお、このとき、接触部材２１４の柔軟性によっては、接触部材２１４の変形のみが生じチップ１４の撓みが生じない場合もある。

【0083】

試験装置１は、制御ユニット４００が強度測定機構２００を制御して、圧子２２７，２２８を更に降下させ、圧子２２７，２２８からチップ１４に付与される押圧力を所定の値を超えさせて、図１０及び図１１に示すように、チップ１４を破壊する。チップ１４が破壊されると、荷重計測器２２３によって測定される荷重が最大値からゼロになる。そのため、強度測定機構２００は、荷重計測器２２３によって測定された荷重の値の変化からチップ１４が破壊されたタイミングを検出できる。また、荷重計測器２２３によって測定された荷重の最大値が、チップ１４の強度に対応する。試験装置１は、制御ユニット４００がチップ１４が破壊されたタイミングを検出すると、強度測定機構２００を制御して、移動機構２３０により圧子２２７，２２８を上昇させる。

【0084】

試験装置１は、チップ１４に３点曲げ試験を実施する際には、図１０に示すように、支持台２１０の第１試験用領域２１０－１に載置されたチップ１４を第１試験用圧子２２７の第１端部２２７－１で押圧して、チップ１４を破壊する。また、試験装置１は、チップ１４に４点曲げ試験を実施する際には、図１１に示すように、支持台２１０の第２試験用領域２１０－２に載置されたチップ１４を第２試験用圧子２２８の第２端部２２８－２及び第３端部２２８－３で押圧して、チップ１４を破壊する。

【0085】

こうして、試験装置１は、支持台２１０で支持されたチップ１４を押圧ユニット２２０で押圧する際に、３点曲げ試験を行う場合に第１試験用圧子２２７で押圧して破壊し、４点曲げ試験を行う場合に第２試験用圧子２２８で押圧して破壊して、第１試験用圧子２２７と第２試験用圧子２２８とが選択自在に構成される。試験装置１は、測定条件で定められたチップ１４を圧子２２７，２２８で順に押圧し破壊して、荷重を測定すると、ウェーハユニット１７をカセット４に収容して測定動作を終了する。

【0086】

以上説明したように、実施形態１に係る試験装置１は、チップ１４に第１の試験である３点曲げ試験を行うための第１試験用圧子２２７と、第１の試験とは異なる第２の試験である４点曲げ試験を行うための第２試験用圧子２２８と、を有し、支持台２１０で支持されたチップ１４を押圧ユニット２２０で押圧する際に第１試験用圧子２２７と第２試験用圧子２２８とが選択自在に構成される。

【0087】

その結果、実施形態１に係る試験装置１は、複数種類の試験を実施することができるという効果を奏する。

【0088】

また、試験装置１は、圧子２２７，２２８、特に、第２試験用圧子２２８が一体に板状に形成されているので、第２端部２２８－２と第３端部２２８－３とが一体化しており、特に第２の試験である４点曲げ試験を行う際の確認や調整を容易に行うことができる。

【0089】

なお、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本発明では、支持台２１０と押圧ユニット２２０とを第１方向であるＹ軸方向に相対的に移動させる移動機構を設けて、測定条件において、支持台２１０上に載置されたチップ１４を圧子２２７，２２８のいずれかで押圧し破壊して、３点曲げ試験と４点曲げ試験のうちいずれかを実施しても良い。

【符号の説明】

【0090】

１ 試験装置
１１－１ 表面（上面）
１１－２ 裏面（下面）
１４ チップ（試験片）
２０ 搬送ユニット
２１０ 支持台
２１０－１ 第１試験用領域
２１０－２ 第２試験用領域
２１３ 支持突起（支持部）
２２０ 押圧ユニット
２２３ 荷重計測器
２２７ 第１試験用圧子
２２７－１ 第１端部
２２８ 第２試験用圧子
２２８－２ 第２端部
２２８－３ 第３端部
Ｙ 第１方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】