JP2001324457A - ウェハの結晶方位測定用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定作業時間を大幅に低減できるウェハの結
晶方位測定用治具を提供すること。 【解決手段】 この結晶方位測定用治具200は台座210と
この上に着脱可能に配置されるウェハ保持台220とで構
成されている。また、台座210はこの台座本体213をＸ線
回折装置の所定部位に固定する取付部217とウェハ３の
ＯＦ(オリフラ)に対しＸ線を照射しかつ回折Ｘ線を通す
Ｘ線通路部216を有している。上記ウェハ保持台220はウ
ェハを所定の角度で保持するウェハ載置面227を備え、
かつ複数角度分だけ複数種類用意されている。そして、
従来の結晶方位測定用治具は台座に相当する部分とウェ
ハ保持台に相当する部分が一体となっていたが、この結
晶方位測定用治具では別体になっているためウェハ保持
台の交換作業が簡便化され作業時間を大幅に低減でき
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、Ｘ線回折装置に取
付けられ面取り後のウェハ平坦部における結晶方位精度
の測定に適用されるウェハの結晶方位測定用治具に係
り、特に、測定作業時間を大幅に低減できるウェハの結
晶方位測定用治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウェハの特定結晶方位に付けられた平坦
部（オリエンテーションフラット：ＯＦと略称する）
は、ウェハ平面上に作られる発光デバイスや電子デバイ
スなどの結晶方位に対する位置決めの基準として使用さ
れる。とりわけ電子デバイスの場合は、デバイス特性が
結晶方位に大きく依存することから上記ＯＦ方位精度は
重要である。また、それらデバイスをウェハから分離す
るための切り出しの際には、上記ＯＦが切り出し方向の
基準となる。例えば、ウェハ平面が（１００）面となる
ように設定される結晶方位の化合物半導体ウェハでは、
多くの場合に劈開面である｛１１０｝面にＯＦが付けら
れており、上記ＯＦに対しその平行並びに垂直方向に切
り出しを行って矩形のチップを得ている。そして、これ
ら要求を満たさせるため、多くの場合、上記ＯＦ方位精
度については、±１度以内であることが規格とされてい
る。

【０００３】そして、上記ウェハは以下のような工程を
経て製造されている。まず、ウェハのＯＦは、図３に示
すようにウェハに切断される前の単結晶インゴット１の
状態で付けられ、かつ、ＯＦ２が付けられた単結晶イン
ゴット１をワイヤーソー等の手段により切断して図４に
示すようなウェハ３が得られる。尚、ウェハ３における
上記ＯＦ２の方位精度は、±１０分以内に設定されてい
る。

【０００４】次に、図４に示したウェハ３のままである
とエッジが欠け易いため、面取り機を用いてウェハ端面
を面取りする必要がある。そして、面取り機によりウェ
ハ端面を面取りする場合、まず、上記ＯＦ２を基準にし
てウェハ３の方向を一定に揃え、次に方位の揃ったウェ
ハを面取り機の研削用ステージに真空吸着により固定
し、かつ、断面台形型あるいは丸型に加工された溝を有
する研削用砥石に上記ウェハの外周縁（円周部分）を押
し付ける。そして、上記研削用ステージは１０ｍｍ／ｓ
ｅｃ程度の速度で回転し、ＯＦ２を含めてウェハ３の全
周が図５に示すような端面形状に面取りされる。

【０００５】この場合、上記面取り後におけるウェハ３
のＯＦ２方位精度は面取り機の機械精度に依存し、その
バラツキは±３０分程度にまで広がってしまう。従っ
て、ウェハ３のＯＦ方位精度が上述した規格値を満たし
ているか否か調べるために面取り後におけるＯＦの結晶
方位精度の測定は不可欠となる。そして、面取り後にお
けるＯＦの結晶方位精度は、Ｘ線回折装置に取付けられ
る専用の測定用治具４（図６参照）を用い、かつ、図７
〜図８に示すように上記測定用治具４のウェハ載置面４
５に載置されたウェハ３のＯＦ２に対しＸ線を入射さ
せ、ブラッグの回折角からのずれとして測定される。
尚、上記測定用治具４は、（１００）面に対し個々に設
定されるウェハ平面１０の傾き角度毎に複数種類用意さ
れ、対応するウェハ毎に適宜取り替えてその測定に供さ
れる。例えば、図９（Ａ）に示すようにウェハ平面１０
が（１００）面から２度傾いて設定されているウェハと
１０度傾いて設定されているウェハとで上記ウェハ載置
面４５のウェハ載置角が異なる専用の測定用治具を用意
し、測定の際には対応するウェハに応じて測定用治具毎
取り替えて測定が行われている。

【０００６】具体的に説明すると、図９（Ｂ）に示すよ
うにウェハ平面１０が（１００）面から傾いていない場
合には、上記ウェハ平面１０とＯＦ２の｛１１０｝面と
は垂直に交わるため、測定用治具４のウェハ載置面４５
は、ウェハのＯＦ２に入射する入射Ｘ線１Ａと上記ＯＦ
２で回折される回折Ｘ線１Ｂ（図７および図８参照）と
が含まれる平面に対しウェハ載置面４５上のウェハ平面
１０が平行となるように設定される。また、図９（Ａ）
に示すようにウェハ平面１０が（１００）面から傾いて
いる場合には、測定用治具４のウェハ載置面４５は、上
記入射Ｘ線１Ａと回折Ｘ線１Ｂとが含まれる平面に対し
ウェハ載置面４５上のウェハ平面１０が上記傾き角度の
分だけ補正されるように設定される。すなわち、上記入
射Ｘ線１Ａと回折Ｘ線１Ｂとが含まれる平面が上記ＯＦ
２の｛１１０｝面に垂直となるように設定される。この
ように設定される理由は、ウェハ載置面４５上に載置さ
れたウェハ３のＯＦ２で回折した回折Ｘ線を、Ｘ線回折
装置で検出するに十分な強度とするためである。

【０００７】ところで、Ｘ線回折装置に取付けられる専
用の測定用治具４は、図６に示すように図示外のＸ線回
折装置の所定部位に着脱可能に取付られる治具本体４０
と、この治具本体４０に設けられＸ線回折装置の所定部
位に治具本体４０を固定するための固定部４１と、上記
治具本体４０に設けられＸ線回折装置からウェハ３のＯ
Ｆ２に入射されかつＯＦ２で回折されるＸ線が通過する
Ｘ線通路部４２と、上記治具本体４０に設けられＯＦ２
が当接する一対の係止部４３を有しかつ上記Ｘ線通路部
４２と連通する開口部４４を有すると共に上記開口部４
４を介しＯＦ２に入射された入射Ｘ線１ＡとＯＦ２で回
折された回折Ｘ線１Ｂが含まれる平面に対しウェハ３が
そのウェハ平面１０を平行若しくは傾けられた状態で載
置されるウェハ載置面４５を有するウェハ保持部４６と
でその主要部が構成されている。

【０００８】尚、図６に示された測定用治具の変形例と
して、図１０に示すようにウェハ保持部４６の上記係止
部４３が単一の部材で構成され、この部材の一部に上記
開口部４４が開設された構造を有する測定用治具も知ら
れている。

【０００９】そして、面取り後における上記ＯＦの結晶
方位精度の測定の際には、上述したように（１００）面
に対するウェハ平面１０の傾き角度に対応した専用の測
定用治具４をＸ線回折装置に取付け、かつ、以下のよう
な調整を行う必要があった。

【００１０】すなわち、図示外のＸ線回折装置の所定部
位に治具本体４０を配置すると共に、上記固定部４１を
介しボルト（図示せず）等を用いて治具本体４０をＸ線
回折装置の所定部位に固定する操作が必要であり、か
つ、Ｘ線回折ピークを見つけるための光軸調整を行う必
要があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６および図
１０に示された従来の測定用治具４では、測定対象であ
るウェハの上記傾き角度が変わる度に、対応する測定用
治具４に交換してその治具本体４０の固定操作が必要と
なるためその交換作業が煩雑であった。

【００１２】更に、ウェハはその厚さが０．３５ｍｍ程
度と薄いため上記Ｘ線回折ピークを見つけるための光軸
調整が難しく、かつ、測定用治具を交換する度にこの光
軸調整が必要となる煩わしさを有していた。

【００１３】そして、測定用治具の交換と光軸調整に要
する時間は、通常、４０分間程度を必要としその改善が
求められていた。

【００１４】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、測定作業時間を
大幅に低減できるウェハの結晶方位測定用治具を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、Ｘ線回折装置の所定部位に着脱可能に取付ら
れる治具本体と、この治具本体に設けられＸ線回折装置
の所定部位に治具本体を固定するための固定部と、上記
治具本体に設けられＸ線回折装置からウェハの平坦部に
入射されかつ平坦部で回折されるＸ線が通過するＸ線通
路部と、上記治具本体に設けられウェハ平坦部が当接す
る係止部を有しかつ上記Ｘ線通路部と連通する開口部を
有すると共に上記開口部を介しウェハ平坦部に入射され
た入射Ｘ線とウェハ平坦部で回折された回折Ｘ線とが含
まれる平面に対しウェハがそのウェハ平面を平行若しく
は傾けられた状態で載置されるウェハ載置面を有するウ
ェハ保持部とを備えるウェハの結晶方位測定用治具を前
提とし、上記治具本体が、治具本体をＸ線回折装置の所
定部位に固定する上記固定部とＸ線が通過する上記Ｘ線
通路部を備える本体部と、ウェハが保持される上記ウェ
ハ保持部とに分割され、かつ、上記本体部に対しウェハ
保持部が着脱可能に装着されるようになっていることを
特徴とするものである。

【００１６】そして、請求項１記載の発明に係るウェハ
の結晶方位測定用治具によれば、測定対象であるウェハ
の上記傾き角度が変わった場合、従来のように結晶方位
測定用治具全体を交換する必要はなく、上記傾き角度に
対応して用意されたウェハ保持部のみを交換すればよ
い。

【００１７】そして、上記固定部とＸ線通路部を備える
本体部はＸ線回折装置の所定部位に固定されているた
め、従来の結晶方位測定用治具においてウェハ平面の傾
き角度が変わる度に必要とされていた治具本体の固定操
作と上記光軸調整を省略することができ、その分、結晶
方位測定用治具の交換時間を大幅に短縮することが可能
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】この実施の形態に係るウェハの結晶方位測
定用治具２００は、図１に示すように本体部である台座
２１０とウェハ保持部であるウェハ保持台２２０とで構
成されている。

【００２０】まず、上記台座２１０は、９０度の角度で
かつ公差が０．０５度以内で交わる直立壁面部２１１と
底面部２１２とで形成される台座本体２１３と、この台
座本体２１３の直立壁面部２１１上側に連設されかつ直
立壁面部２１１側に三角柱部２１４を有する第二壁面部
２１５とでその主要部が構成されている。

【００２１】また、上記第二壁面部２１５の下面と上記
三角柱部２１４の側面および直立壁面部２１１の上面で
構成される空間にて入射Ｘ線と回折Ｘ線が通過するため
のＸ線通路部２１６を形成しており、かつ、台座本体２
１３の上記底面部２１２には台座２１０をＸ線回折装置
（図示せず）の所定部位に取付けた際にボルト（図示せ
ず）等にて台座本体２１３を上記所定部位に固定するた
めの取付部（孔部）２１７が設けられている。

【００２２】他方、上記ウェハ保持台２２０は、９０度
の角度でかつ公差が０．０５度以内に加工されると共に
上記台座本体２１３の直立壁面部２１１と底面部２１２
にそれぞれ密着する壁面２２１と底面２２２を有する保
持台本体２２３と、この保持台本体２２３の上面側に設
けられた一対の係止部２２４、２２５と、ウェハ保持台
２２０を上記台座２１０の底面部２１２上に配置した際
に台座本体２１３のＸ線通路部２１６と連通する位置に
設けられた開口部２２６と、測定対象であるウェハ３が
そのＯＦを上記係止部２２４、２２５に当接させて載置
されるウェハ載置面２２７とでその主要部が構成されて
いる。

【００２３】また、上記ウェハ保持台２２０のウェハ載
置面２２７は、ウェハの上記傾き角度（θ＝１０度）に
合わせて１０度の角度が付けられており、かつ、測定対
象であるウェハの上記傾き角度（θ）の種類に対応した
数だけウェハ保持台２２０が用意されている。すなわ
ち、ウェハ載置面２２７の設定角度（θ）が互いに相違
する複数種類のウェハ保持台２２０が用意されている。

【００２４】そして、図２に示すようにウェハ３が載置
されたウェハ保持台２２０を上記台座２１０の底面部２
１２上に配置し、かつ、ウェハ載置台２２７の開口部２
２６から露出するウェハ３のＯＦに対しＸ線１Ａを入射
させ、かつ、ＯＦで回折された回折Ｘ線１Ｂを計測して
ＯＦの結晶方位精度が測定される。

【００２５】この実施の形態に係るウェハの結晶方位測
定用治具２００においては、測定対象であるウェハ３の
上記傾き角度（θ）が変わった場合、従来のように結晶
方位測定用治具全体を交換する必要はなく、上記傾き角
度に対応して用意されたウェハ保持台２２０のみを交換
して台座２１０の底面部２１２上に配置すればよい。

【００２６】そして、上記台座２１０はＸ線回折装置の
所定部位に固定されているため、従来の結晶方位測定用
治具においてウェハ平面の傾き角度が変わる度に必要と
されていた治具本体の固定操作と光軸調整を省略するこ
とができ、その分、結晶方位測定用治具の交換時間を大
幅に短縮することが可能となる利点を有している。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。

【００２８】まず、図１〜図２に示された本発明に係る
結晶方位測定用治具２００を用い、ウェハの上記傾き角
度（θ）が変わった場合における結晶方位測定用治具の
交換に要する時間を測定した。

【００２９】すなわち、上記台座２１０の底面部２１２
上に配置されたウェハ保持台２２０を取外し、上記傾き
角度変更に対応して用意された別のウェハ保持台２２０
を台座２１０の底面部２１２上に配置するまでの時間を
測定したところ、この配置替えに要する時間は０．５分
であった。

【００３０】そして、Ｘ線回折装置の所定部位に固定さ
れた上記台座２１０を交換する必要がないので光軸調整
は不要であり、ウェハの上記傾き角度（θ）が変わった
場合における結晶方位測定用治具の交換に要する時間は
総計で０．５分であつた。

【００３１】［比較例］比較例として、図６に示された
従来例に係る結晶方位測定用治具４を用い、ウェハの上
記傾き角度（θ）が変わった場合における結晶方位測定
用治具の交換に要する時間を測定した。

【００３２】すなわち、Ｘ線回折装置の所定部位に固定
された１の結晶方位測定用治具をボルトを緩めて取外
し、かつ、上記傾き角度変更に対応して用意された別の
結晶方位測定用治具をＸ線回折装置の所定部位に取付け
ると共に、新たに取付けた結晶方位測定用治具について
その光軸調整を行なった。

【００３３】そして、上記結晶方位測定用治具の交換に
要する時間は約１０分、光軸調整に要する時間は約３０
分で、ウェハの上記傾き角度（θ）が変わった場合にお
ける結晶方位測定用治具の交換に要する時間は総計で４
０分であった。

【００３４】尚、このケースにおいてウェハの上記傾き
角度（θ）の種類は、２度〜１５度の範囲で４種類存在
し、１日の内に４種類の面取り操作を終了させなければ
ならない場合、ＯＦの結晶方位精度の測定において結晶
方位測定用治具の交換に要する時間は、４０分×４種類
＝１６０分も取られていた。

【００３５】この従来例に対し、本発明に係る結晶方位
測定用治具２００を用いた場合、結晶方位測定用治具の
交換に要する時間は、０．５分×４種類＝２分で十分で
あることが確認された。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係るウェハの結晶
方位測定用治具によれば、治具本体が、この治具本体を
Ｘ線回折装置の所定部位に固定する上記固定部とＸ線が
通過する上記Ｘ線通路部を備える本体部と、ウェハが保
持される上記ウェハ保持部とに分割され、かつ、上記本
体部に対しウェハ保持部が着脱可能に装着されるように
なっているため、測定対象であるウェハの上記傾き角度
が変わった場合、従来のように結晶方位測定用治具全体
を交換する必要はなく、上記傾き角度に対応して用意さ
れたウェハ保持部のみを交換すればよい。

【００３７】そして、上記固定部とＸ線通路部を備える
本体部はＸ線回折装置の所定部位に固定されているた
め、従来の結晶方位測定用治具においてウェハ平面の傾
き角度が変わる度に必要とされていた治具本体の固定操
作と上記光軸調整を省略することができ、その分、結晶
方位測定用治具の交換時間を大幅に短縮することが可能
となる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る結晶方位測定用治具の構成部材で
ある台座とウェハ保持台の概略斜視図。

【図２】上記台座にウェハ保持台を配置して構成された
本発明に係る結晶方位測定用治具の概略斜視図。

【図３】ＯＦが付けられた単結晶インゴットの概略斜視
図。

【図４】ウェハの概略斜視図。

【図５】ウェハ端面を面取りした状態を示す概略斜視
図。

【図６】従来例に係る結晶方位測定用治具の概略斜視
図。

【図７】ウェハのＯＦにおける結晶方位精度の測定方法
を示す説明図。

【図８】ウェハのＯＦにおける結晶方位精度の測定方法
を示す概略斜視図。

【図９】図９（Ａ）はウェハ平面が（１００）面から傾
いている場合のウェハ載置面におけるウェハ載置角を示
す説明図、図９（Ｂ）はウェハ平面が（１００）面から
傾いていない場合のウェハ載置面におけるウェハ載置角
を示す説明図。

【図１０】他の従来例に係る結晶方位測定用治具の概略
斜視図。

【符号の説明】

２００ 結晶方位測定用治具 ２１０ 台座（本体部） ２１３ 台座本体 ２１６ Ｘ線通路部 ２１７ 取付部（孔部） ２２０ ウェハ保持台（ウェハ保持部） ２２３ 保持台本体 ２２４ 係止部 ２２５ 係止部 ２２６ 開口部 ２２７ ウェハ載置面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線回折装置の所定部位に着脱可能に取付
   られる治具本体と、この治具本体に設けられＸ線回折装
   置の所定部位に治具本体を固定するための固定部と、上
   記治具本体に設けられＸ線回折装置からウェハの平坦部
   に入射されかつ平坦部で回折されるＸ線が通過するＸ線
   通路部と、上記治具本体に設けられウェハ平坦部が当接
   する係止部を有しかつ上記Ｘ線通路部と連通する開口部
   を有すると共に上記開口部を介しウェハ平坦部に入射さ
   れた入射Ｘ線とウェハ平坦部で回折された回折Ｘ線とが
   含まれる平面に対しウェハがそのウェハ平面を平行若し
   くは傾けられた状態で載置されるウェハ載置面を有する
   ウェハ保持部とを備えるウェハの結晶方位測定用治具に
   おいて、 上記治具本体が、治具本体をＸ線回折装置の所定部位に
   固定する上記固定部とＸ線が通過する上記Ｘ線通路部を
   備える本体部と、ウェハが保持される上記ウェハ保持部
   とに分割され、かつ、上記本体部に対しウェハ保持部が
   着脱可能に装着されるようになっていることを特徴とす
   るウェハの結晶方位測定用治具。