JPH09318552A - 物質の結晶方向を検出する方法及びその装置 - Google Patents

物質の結晶方向を検出する方法及びその装置

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JPH09318552A
JPH09318552A JP13373296A JP13373296A JPH09318552A JP H09318552 A JPH09318552 A JP H09318552A JP 13373296 A JP13373296 A JP 13373296A JP 13373296 A JP13373296 A JP 13373296A JP H09318552 A JPH09318552 A JP H09318552A
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JP
Japan
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light
semiconductor wafer
substance
detecting
crystal orientation
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JP13373296A
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Takatoshi Maruyama
孝利 丸山
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハの表面に光を照射して反射した
光の受光量によって結晶方向を自動的に検出でき、半導
体ウェハ加工ラインの自動化を図ることができる方法及
び装置を提供することである。 【解決手段】 投光器2から角度Θ1が10°<Θ1<3
0°の範囲でGaAs半導体ウェハ1の表面に光9を当
てると、その表面の凹凸が一定の規則性を有するため、
その反射光10は一定の角度Θ2(45°<Θ2<135
°)のところで検出できる。かかる検出された反射光1
0の強弱の差が最も大きい位置、即ち、最も強い反射光
10の場合の光検知セット14の位置によって求められ
る方向と、最も弱い反射光10場合の光検知セット14
の位置によって求められる方向が、GaAs半導体ウェ
ハ1の結晶方向となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、物質の結晶方向を
検出する方法及びその装置に関し、特に、化合物半導体
ウェハの結晶方向を検出する方法及びその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、結晶にはある種の対称性があ
り、一定の結晶方向と常に同じ角度をなす2つの面が得
られることが知られている。また、GaAs半導体ウェ
ハ等の半導体ウェハでは、その薄片試料作製などの場合
にウェハの結晶方向の検出が重要となっている。例え
ば、GaAs半導体ウェハでレーザダイオードを製造す
るにあたりメサエッチを利用する場合にGaAs半導体
ウェハの結晶方向(<011>方向と<01T>方向)
が厳密に区別される必要がある。かかる結晶方向を一般
にメサ方向という。以下、<01T>のTはバー1ある
いは反転1を意味する。
【0003】この半導体ウェハのメサ方向は、一般にエ
ッチング法といわれる方法で検出することができる。か
かるエッチング法においては、結晶方向の検出をする半
導体ウェハとかかる半導体ウェハを腐食する腐食剤(エ
ッチング液)と顕微鏡によって、半導体ウェハの結晶方
向を検出することとなる。
【0004】図3に、従来からの半導体ウェハのエッチ
ングによる結晶方向の検出方法を表わす流れ図を示す。
かかるエッチング法は、腐食法とも呼ばれ、例えば、結
晶の方向が容易に解るようにGaAs半導体結晶に予め
マーキング等の異形状処理を施しておき(ステップ2
0)、かかるGaAs半導体結晶をGaAs半導体ウェ
ハにスライスし(ステップ30)、かかるGaAs半導
体ウェハの1枚を例えば水酸化カリュウム(KOH)等
の腐食剤で処理して(ステップ40)、その結晶転位な
どを選択的にエッチさせてエッチピットを出し(ステッ
プ50)、かかるエッチピットの方向を顕微鏡で見るこ
とによりGaAs半導体ウェハのメサ方向を検出する
(ステップ60)こととなる。
【0005】図4に、GaAs半導体ウェハ1の結晶の
メサ方向を示す。かかるエッチングパターン(結晶模
様)8は、<001>方向に短く、<01T>方向に長
い模様となっている。
【0006】また、GaAs半導体ウェハをアンモニア
系のエッチング液等でエッチングすると、スライス加工
面やラップ加工面では特有の微小凹凸模様のエッチング
パターンが出ることとなる。これを顕微鏡で400倍程
度に拡大して見ることにより、GaAs半導体ウェハの
メサ方向を知ることができることとなる。
【0007】このようにして、従来の顕微鏡によるエッ
チング方法によって、化合物半導体ウェハの結晶方向が
検出されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示したような従来のエッチング方法によれば、半導体ウ
ェハの特有の微小凹凸模様のエッチングパターンを顕微
鏡で目視しているため、半導体ウェハのメサ方向を検出
する場合には、かかるメサ方向の検出が自動化できない
という問題があった。
【0009】また、特に半導体ウェハの製造加工の途中
でメサ方向を検出する場合には、半導体ウェハの特有の
微小凹凸模様のエッチングパターンを顕微鏡で目視して
いるため、かかるメサ方向の検出が自動化できず製造加
工を中断するなどの場合が生じ、生産性が悪くなるとい
う問題があった。
【0010】従って、本発明の目的は、半導体ウェハの
製造時において半導体ウェハのメサ方向を自動的に検出
でき、半導体ウェハ加工ラインの自動化を図ることがで
きる生産性の高い低コストの半導体ウェハの結晶メサ方
向の検出方法及びその装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上に述べた
目的を実現するため、半導体ウェハの表面に光を照射し
て光を反射させ、その反射した光の受光量を測定し、そ
の受光量によって半導体ウェハの結晶方向を検出する方
法を提供する。
【0012】また、前記目的を実現するため、半導体ウ
ェハの表面に光を照射する投光手段と、反射した光を受
けてその受光量を測定する受光手段と、受光量によって
半導体ウェハの結晶方向を検出する結晶方向検出手段と
を有する半導体ウェハの結晶方向の検出装置を提供す
る。
【0013】即ち、本発明の半導体ウェハの結晶方向の
検出方法及びその装置は、半導体ウェハの結晶のメサ方
向の検出を反射光の受光量の差によることとしたので、
半導体ウェハの製造時において半導体ウェハのメサ方向
を自動的に検出でき、半導体ウェハ加工ラインの自動化
を図ることができるようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の半導体ウェハの結晶
メサ方向の検出方法及びその装置を詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の実施の一形態を示す。この
装置は、GaAs半導体ウェハ1と、投光器2と受光器
3から成る光検知セット14から成っている。
【0016】かかるGaAs半導体ウェハ1は、エッチ
ング処理が施され、その表面に微細な凹凸(模様)を有
することとなっている。また、この表面の凹凸は、一定
の規則性を有する形状となっている(図4参照)。
【0017】また、投光器2は、GaAs半導体ウェハ
1に対して角度Θ1で設置され、受光器3は、GaAs
半導体ウェハ1に対して角度Θ2で設置されている。
【0018】ここで、一般には表面に微細な凹凸がある
光反射面に光を当てるとその反射光は色々な方向に散乱
することとなるが、かかる本発明の構成で、投光器2か
ら角度Θ1が10°<Θ1<30°の範囲でGaAs半導
体ウェハ1の表面に光9を当てると、その表面の凹凸が
一定の規則性を有するため、その反射光10は一定の角
度Θ2(45°<Θ2<135°)のところで検出できる
こととなる。
【0019】かかる検出された反射光10の強弱の差が
最も大きい位置、即ち、最も強い反射光10の場合の光
検知セット14の位置によって求められる方向(<01
1>)と、最も弱い反射光10の場合の光検知セット1
4の位置によって求められる方向(<01T>)が、G
aAs半導体ウェハの結晶メサ方向となる。
【0020】図2に、本発明の別の実施の一形態を示
す。この装置は、GaAs半導体ウェハ1と、投光器2
と受光器3から成る光検知セット14と、投光器4と受
光器5から成る光検知セット15と、2本の信号線13
と、信号比較器6と、出力信号線7から成っている。
【0021】検査試料がGaAs半導体ウェハ1である
場合には、反射光の強弱の差が最大となる結晶方向が垂
直(90°)であることが解っているため、GaAs半
導体ウェハ1の表面上でそれぞれ直行するX−Y軸上の
X軸上に光検知セット14を設置し、Y軸上に光検知セ
ット15を設置する。かかる光検知セット14、15の
それぞれの2つの投光器2、4は、GaAs半導体ウェ
ハ1に対して角度Θ1(Θ1=10°)で設置され、2つ
の受光器3、5は、GaAs半導体ウェハ1に対して角
度Θ2(Θ2=100°)で設置されている。更に、投光
器2と投光器4は、夫々の出射光9及び出射光11がG
aAs半導体ウェハ1表面の一点Aの位置で夫々反射す
るように設置されている。
【0022】また、受光器3及び受光器5には夫々信号
線13が接続されており、信号線13の他端には信号比
較器6が接続されている。かかる信号比較器6の信号出
力側に信号線7が接続されている。
【0023】ここで、投光器2からの出射光9は、Ga
As半導体ウェハ1表面上の点Aで反射し、その反射光
10は受光器3に入射することとなる。また、同様に、
投光器4からの出射光11は、GaAs半導体ウェハ1
表面上の点Aで反射し、その反射光12は受光器5に入
射することとなる。
【0024】また、2つの光検知セット14、15はそ
の相対角度αを直角(α=90°)に保ち、出射光が常
に点Aで反射するようにその位置を変化させる。
【0025】ここで、各位置での受光器3、5によって
検知された反射光10、12の受光量に比例した信号
が、2つの信号線13を通じて信号比較器6に入力され
る。
【0026】かかる2つの入力信号を信号比較器6によ
って比較し、その差が最大となる位置で、2つの光検知
セットの出力のどちらが大きいか(又は、小さいか)を
決定し、メサ方向検出信号を出力信号線7から出力する
ようになっている。
【0027】以上のような半導体ウェハの結晶メサ方向
の検出装置の構成により、特に、メサ方向の検知方法を
反射光の受光量の差による検知方法としたので、半導体
ウェハの製造時において半導体ウェハのメサ方向を自動
的に検出でき、半導体ウェハ加工ラインの自動化を図る
ことができるようになった。
【0028】以上、本発明の形態例を示したが、図2に
おいて、2つの光検知セット14、15の相対角度αを
直角(α=90°)に保ち、出射光が常に点Aで反射す
るようにその位置を変化させる場合に、かかる2つの光
検知セット14、15を回転移動させる場合と、GaA
s半導体ウェハ1を点Aを中心に回転させる場合のどち
らでもよい。
【0029】また、光検知セットを1つとして、GaA
s半導体ウェハ1を回転させることによって、反射光の
受光量が最大点となる位置と最少となる位置を検知する
ことによってメサ方向を検出することもできる。
【0030】更に、結晶方向を検出する物質は、その表
面の凹凸に方向性があれば半導体ウェハには限られず、
また、結晶の方向性のパターンによっては図2の角度α
を適宜変化させて対応させることができる。
【0031】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明の物質の結晶方
向の検出方法及びその装置によれば、結晶方向の検知方
法を反射光の受光量の差による検知方法としたので、特
に、半導体ウェハの製造時において半導体ウェハのメサ
方向を自動的に検出でき、半導体ウェハ加工ラインの自
動化を図ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体ウェハの結晶メサ方向の検
出装置の実施の一形態を示す概略図
【図2】本発明による半導体ウェハの結晶メサ方向の検
出装置の実施の一形態を示す概略図
【図3】従来の方法による半導体ウェハの結晶メサ方向
の検出方法の流れ図
【図4】半導体ウェハの結晶のエッチングパターンを示
した図
【符号の説明】
1 GaAs半導体ウェハ 2 投光器 3 受光器 4 投光器 5 受光器 6 信号比較器 7 信号線 8 エッチングパターン 9 光 10 反射光 11 光 12 反射光 13 信号線 14 光検知セット 15 光検知セット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物質の結晶方向を検出する方法において、 前記物質の表面に光を照射して反射させ、 前記反射した光を受けてその受光量を測定し、 前記受光量によって物質の結晶方向を検出することを特
    徴とする結晶方向検出方法。
  2. 【請求項2】物質の結晶方向を検出する方法において、 前記物質の表面に光を照射して反射させ、 前記反射した光を受けてその受光量を測定し、 前記光を照射する方向を変化させ、 前記光の照射の方向により変化する受光量を比較して前
    記結晶方向を検出することを特徴とする結晶方向検出方
    法。
  3. 【請求項3】物質の結晶方向を検出する装置において、 前記物質の表面に光を照射する投光手段と、 前記反射した光を受けてその受光量を測定する受光手段
    と、 前記受光量によって物質の結晶方向を検出する結晶方向
    検出手段とを有する結晶方向検出装置。
  4. 【請求項4】物質の結晶方向を検出する装置において、 前記物質の表面に光を照射する投光手段と、 前記反射した光を受けてその受光量を測定する受光手段
    と、 前記投光手段及び前記受光手段の前記物質に対する方向
    を変える方向移動手段と、 前記受光手段に接続され、前記方向移動手段によって変
    化する受光量を比較して前記結晶方向を決定する受光量
    比較手段と、を有する結晶方向検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095816A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 基板検査装置及び基板検査方法
CN103151283A (zh) * 2013-02-26 2013-06-12 常州天合光能有限公司 一种多晶硅片晶向的检测方法及检测装置

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