JPH08111442A - 化合物半導体基板の評価方法 - Google Patents
化合物半導体基板の評価方法Info
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- JPH08111442A JPH08111442A JP26815894A JP26815894A JPH08111442A JP H08111442 A JPH08111442 A JP H08111442A JP 26815894 A JP26815894 A JP 26815894A JP 26815894 A JP26815894 A JP 26815894A JP H08111442 A JPH08111442 A JP H08111442A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体基板の表裏を容易に判別する。
【構成】 化合物半導体基板の少なくとも片面をラッピ
ングした後、上記化合物半導体結晶に対し反応律速であ
るエッチング液でエッチングし、この表面のエッチング
パターンにより基板の表裏を判別する。
ングした後、上記化合物半導体結晶に対し反応律速であ
るエッチング液でエッチングし、この表面のエッチング
パターンにより基板の表裏を判別する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体基板の表裏
を判定する化合物半導体基板の評価方法に関するもので
ある。
を判定する化合物半導体基板の評価方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体基板（ウエハ）は単結晶イ
ンゴットから規定の厚さ及び結晶面方位にダイアモンド
ブレードで切断される。スライスされたウエハは、面取
りされた後、ウエハの平たん度、厚さをそろえるためラ
ッピングされる。ラッピングには片面方式及び両面方式
がある。ラッピングされたウエハには加工ひずみにより
反りが生ずるが、エッチング処理をして反りを取り除い
ている。すなわち、エッチングでは平滑な表面を得るこ
とが必要なため、通常、拡散律速のエッチングが行なわ
れている。
ンゴットから規定の厚さ及び結晶面方位にダイアモンド
ブレードで切断される。スライスされたウエハは、面取
りされた後、ウエハの平たん度、厚さをそろえるためラ
ッピングされる。ラッピングには片面方式及び両面方式
がある。ラッピングされたウエハには加工ひずみにより
反りが生ずるが、エッチング処理をして反りを取り除い
ている。すなわち、エッチングでは平滑な表面を得るこ
とが必要なため、通常、拡散律速のエッチングが行なわ
れている。
【０００３】エッチング処理されたウエハは、ポリッシ
ング後に洗浄されて酸化物のない鏡面が得られる。
ング後に洗浄されて酸化物のない鏡面が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の化合
物半導体基板、例えば、ＧａＡｓ単結晶基板（ウエハ）
は、Ｇａ原子とＡｓ原子で構成されているが、スライス
の方向により表面の原子の組成が異なる。例えば、（１
１１）面では（１１１）Ａ面は表面がＧａ原子のみとな
り、（１１１）Ｂ面は表面がＡｓ原子のみとなる。この
ため、基板上に成長するエピタキシャル膜の特性も大き
く異なるので、表裏（ＡＢ面）を区別する必要性があ
る。しかし、ウエハをラッピングするとその表裏の判別
が難しい。例えば、（１１０）面に対してそのオフ量は
Ｘ線回析法で測定できても、（１１１）Ａ面方向にオフ
しているのか、又は（１１１）Ｂ面方向にオフしている
のか、そのオフ方向を判定する方法がなかった。また、
対象品（ウエハ）は（ｎ１１）面であることはＸ線回析
法で測定できても、Ａ面であるのかＢ面であるのかを判
定する方法がなかった。
物半導体基板、例えば、ＧａＡｓ単結晶基板（ウエハ）
は、Ｇａ原子とＡｓ原子で構成されているが、スライス
の方向により表面の原子の組成が異なる。例えば、（１
１１）面では（１１１）Ａ面は表面がＧａ原子のみとな
り、（１１１）Ｂ面は表面がＡｓ原子のみとなる。この
ため、基板上に成長するエピタキシャル膜の特性も大き
く異なるので、表裏（ＡＢ面）を区別する必要性があ
る。しかし、ウエハをラッピングするとその表裏の判別
が難しい。例えば、（１１０）面に対してそのオフ量は
Ｘ線回析法で測定できても、（１１１）Ａ面方向にオフ
しているのか、又は（１１１）Ｂ面方向にオフしている
のか、そのオフ方向を判定する方法がなかった。また、
対象品（ウエハ）は（ｎ１１）面であることはＸ線回析
法で測定できても、Ａ面であるのかＢ面であるのかを判
定する方法がなかった。
【０００５】このため、表裏を間違えて研磨を行なって
しまう可能性があり、研磨作業に当たっては、このよう
な間違いを起こさないように注意深く作業を行なうか、
ウエハ成形時にＩＦなどの表と裏を判別する形状上の印
を付けるなどの制約を設ける必要があった。なお、成形
時にはスライスウエハの形状から表裏の判断は可能であ
る。また（ｎ１１）面基板においては必ずＡ面，Ｂ面が
表裏の関係に有る。
しまう可能性があり、研磨作業に当たっては、このよう
な間違いを起こさないように注意深く作業を行なうか、
ウエハ成形時にＩＦなどの表と裏を判別する形状上の印
を付けるなどの制約を設ける必要があった。なお、成形
時にはスライスウエハの形状から表裏の判断は可能であ
る。また（ｎ１１）面基板においては必ずＡ面，Ｂ面が
表裏の関係に有る。
【０００６】本発明は、このような実情に鑑みなされた
ものであり、その目的は、化合物半導体基板の表裏を容
易に判別することができる化合物半導体基板の評価方法
に関するものである。
ものであり、その目的は、化合物半導体基板の表裏を容
易に判別することができる化合物半導体基板の評価方法
に関するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、化合物半導体基板の評価方法は、化合物半導体基板
の少なくとも片面をラッピングした後、上記化合物半導
体結晶に対し反応律速であるエッチング液でエッチング
し、この表面のエッチングパターンにより基板の表裏を
判別するものである。
に、化合物半導体基板の評価方法は、化合物半導体基板
の少なくとも片面をラッピングした後、上記化合物半導
体結晶に対し反応律速であるエッチング液でエッチング
し、この表面のエッチングパターンにより基板の表裏を
判別するものである。
【０００８】また、上記化合物半導体基板の結晶面方位
が（１１０）面に対して（１１１）面方向に２°〜１０
°の範囲でオフしていることが好ましい。さらに、上記
化合物半導体基板が、閃亜鉛鉱構造をもち、かつ結晶面
方位が（ｎ１１）面（ｎは１〜５の整数）であることが
好ましい。
が（１１０）面に対して（１１１）面方向に２°〜１０
°の範囲でオフしていることが好ましい。さらに、上記
化合物半導体基板が、閃亜鉛鉱構造をもち、かつ結晶面
方位が（ｎ１１）面（ｎは１〜５の整数）であることが
好ましい。
【０００９】化合物半導体基板にはＧａＡｓ等が採用で
きる。
きる。
【００１０】エッチング液としては結晶の異方性を強調
するような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系の
エッチング液等が採用できる。エッチング量は片面で５
〜５０μｍが好ましい。
するような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系の
エッチング液等が採用できる。エッチング量は片面で５
〜５０μｍが好ましい。
【００１１】
【作用】化合物半導体基板は、ラッピング後の外観が表
と裏で同等であり、外観からは全く区別が付かない。こ
れに結晶の異方性を強調するような反応律速のエッチン
グを施すことによって表と裏では異なる特有のパターン
を示すようになる。特に、化合物半導体基板の結晶面方
位が（１１０）面に対して（１１１）面方向に２°〜１
０°の範囲でオフしている場合及び化合物半導体基板
が、閃亜鉛鉱構造をもち、かつ結晶面方位が（ｎ１１）
面（ｎは１〜５の整数）である場合には表と裏のパター
ン差が明瞭となる。従って、その基板の表面のエッチン
グパターンを観察することにより基板の表裏を容易に判
別することが可能となる。
と裏で同等であり、外観からは全く区別が付かない。こ
れに結晶の異方性を強調するような反応律速のエッチン
グを施すことによって表と裏では異なる特有のパターン
を示すようになる。特に、化合物半導体基板の結晶面方
位が（１１０）面に対して（１１１）面方向に２°〜１
０°の範囲でオフしている場合及び化合物半導体基板
が、閃亜鉛鉱構造をもち、かつ結晶面方位が（ｎ１１）
面（ｎは１〜５の整数）である場合には表と裏のパター
ン差が明瞭となる。従って、その基板の表面のエッチン
グパターンを観察することにより基板の表裏を容易に判
別することが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を詳述する。
【００１３】化合物半導体基板（ウエハ）は、スライ
ス、面取り、ラッピング、エッチング、ポリッシング、
洗浄工程などを経て鏡面加工される。スライス工程は単
結晶インゴットから規定の厚さ及び結晶面方位にダイア
モンドブレードで切断するものであり、このスライスさ
れたウエハが面取りされる。面取りは研磨以降の工程及
びデバイス製造プロセスで周辺欠け、チッピングなどが
発生しないようにすると共に、外周寸法及びオリエンテ
ーションフラット形状を正確に出すものである。
ス、面取り、ラッピング、エッチング、ポリッシング、
洗浄工程などを経て鏡面加工される。スライス工程は単
結晶インゴットから規定の厚さ及び結晶面方位にダイア
モンドブレードで切断するものであり、このスライスさ
れたウエハが面取りされる。面取りは研磨以降の工程及
びデバイス製造プロセスで周辺欠け、チッピングなどが
発生しないようにすると共に、外周寸法及びオリエンテ
ーションフラット形状を正確に出すものである。
【００１４】次にスライスされたウエハの平たん度、厚
さをそろえるためラッピングする。スライスあるいはラ
ッピングされたウエハには加工ひずみにより反りが生ず
るが、エッチング処理をして反りを取り除いている。ラ
ッピングには片面方式及び両面方式がある。片面方式で
は、裏面となる面をエッチング後ラッピングし、平滑に
仕上げその面を治具上にはり付けて表面の鏡面加工を行
なう。一方、両面方式では、はり付けが不要なので生産
性の面で有利であるが鞍形状の反りが発生し、この反り
応力によって面内の研磨速度にばらつきを生じ、平たん
な面が得にくい。
さをそろえるためラッピングする。スライスあるいはラ
ッピングされたウエハには加工ひずみにより反りが生ず
るが、エッチング処理をして反りを取り除いている。ラ
ッピングには片面方式及び両面方式がある。片面方式で
は、裏面となる面をエッチング後ラッピングし、平滑に
仕上げその面を治具上にはり付けて表面の鏡面加工を行
なう。一方、両面方式では、はり付けが不要なので生産
性の面で有利であるが鞍形状の反りが発生し、この反り
応力によって面内の研磨速度にばらつきを生じ、平たん
な面が得にくい。
【００１５】ポリッシングでは、ウエハ表面の加工ひず
み層を除去し、ひずみのない鏡面を得るためケミカルポ
リッシングを行なっている。洗浄は、それまでのプロセ
スで汚染された表面を清浄にし、酸化物のない鏡面を得
るためのものである。
み層を除去し、ひずみのない鏡面を得るためケミカルポ
リッシングを行なっている。洗浄は、それまでのプロセ
スで汚染された表面を清浄にし、酸化物のない鏡面を得
るためのものである。
【００１６】このようにしてウエハが加工されるが、こ
のウエハ加工では、スライスやエッチングの精度を良く
することも重要であるが、技術的に最も重要なのはポリ
ッシングによる鏡面研磨であり、この際、表裏を間違え
て研磨を行なわないようにしなければならない。これ
は、鏡面加工後のウエハ上に成長するエピタキシャル膜
の特性が表裏によって大きく異なるからである。このた
め、ポリッシング前のウエハの両面の判別を容易に行な
えるように、エッチング液として結晶の異方性を強調す
るような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系のエ
ッチング液等を採用する。
のウエハ加工では、スライスやエッチングの精度を良く
することも重要であるが、技術的に最も重要なのはポリ
ッシングによる鏡面研磨であり、この際、表裏を間違え
て研磨を行なわないようにしなければならない。これ
は、鏡面加工後のウエハ上に成長するエピタキシャル膜
の特性が表裏によって大きく異なるからである。このた
め、ポリッシング前のウエハの両面の判別を容易に行な
えるように、エッチング液として結晶の異方性を強調す
るような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系のエ
ッチング液等を採用する。
【００１７】すなわち、ラッピングによりウエハ表面の
初期状態をそろえた後に反応律速のエッチングを行な
う。これによって、ウエハの表と裏とでは、結晶面方位
の差異に沿った異なるエッチングパターンが生じる。こ
の際、化合物半導体基板としてはＧａＡｓ単結晶基板な
どがあげられる。好ましい基板は、結晶面方位が（１１
０）面に対して（１１１）Ａ面又は（１１１）Ｂ面方向
に２°〜１０°の範囲でオフしている基板や、閃亜鉛鉱
構造をもち、かつ結晶面方位が（ｎ１１）面（ｎは１〜
５の整数）である基板で、これらの基板ではパターン差
が明瞭になるからである。
初期状態をそろえた後に反応律速のエッチングを行な
う。これによって、ウエハの表と裏とでは、結晶面方位
の差異に沿った異なるエッチングパターンが生じる。こ
の際、化合物半導体基板としてはＧａＡｓ単結晶基板な
どがあげられる。好ましい基板は、結晶面方位が（１１
０）面に対して（１１１）Ａ面又は（１１１）Ｂ面方向
に２°〜１０°の範囲でオフしている基板や、閃亜鉛鉱
構造をもち、かつ結晶面方位が（ｎ１１）面（ｎは１〜
５の整数）である基板で、これらの基板ではパターン差
が明瞭になるからである。
【００１８】ラッピングに用いる砥粒の番数としては＃
1000〜3000が好ましい。
1000〜3000が好ましい。
【００１９】エッチング液としては結晶の異方性を強調
するような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系の
エッチング液等が採用できる。エッチング量はパターン
の差を確認できるならば任意に決められ、好ましくは片
面で５〜５０μｍである。
するような反応律速のアンモニア系、あるいは硫酸系の
エッチング液等が採用できる。エッチング量はパターン
の差を確認できるならば任意に決められ、好ましくは片
面で５〜５０μｍである。
【００２０】具体的には、ＧａＡｓ単結晶インゴットか
ら所望する結晶面方位にスライスして基板（ウエハ）を
作る。次に、このスライスしたウエハを粒度＃1500のラ
ップ材を用いて約50μｍ（片面25μｍ）両面同時ラッピ
ングした後、アンモニア系（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ
2 Ｏ＝２：１：５）のエッチング液を用いて約30μｍ
（片面15μｍ）エッチングした。
ら所望する結晶面方位にスライスして基板（ウエハ）を
作る。次に、このスライスしたウエハを粒度＃1500のラ
ップ材を用いて約50μｍ（片面25μｍ）両面同時ラッピ
ングした後、アンモニア系（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ
2 Ｏ＝２：１：５）のエッチング液を用いて約30μｍ
（片面15μｍ）エッチングした。
【００２１】その結果、ＧａＡｓ単結晶基板の（１１
０）面に対して（１１１）Ａ面方向に６°オフさせたも
の（Ａ面）は図１に示すようなラップエッチ面を得ると
共に、ＧａＡｓ単結晶基板の（１１０）面に対して（１
１１）Ｂ面方向に６°オフさせたもの（Ｂ面）は図２に
示すようなラップエッチ面を得た。
０）面に対して（１１１）Ａ面方向に６°オフさせたも
の（Ａ面）は図１に示すようなラップエッチ面を得ると
共に、ＧａＡｓ単結晶基板の（１１０）面に対して（１
１１）Ｂ面方向に６°オフさせたもの（Ｂ面）は図２に
示すようなラップエッチ面を得た。
【００２２】また、ＧａＡｓ単結晶基板の面方位を（５
１１）面とした場合、一方面（Ａ面）は図３に、他方面
（Ｂ面）は図４にそれぞれ示すようなラップエッチ面を
得た。これら図からも分かるように、Ａ面とＢ面では明
らかにそのパターンが異なり、Ａ面とＢ面を区別する判
定基準となりうることが分かる。
１１）面とした場合、一方面（Ａ面）は図３に、他方面
（Ｂ面）は図４にそれぞれ示すようなラップエッチ面を
得た。これら図からも分かるように、Ａ面とＢ面では明
らかにそのパターンが異なり、Ａ面とＢ面を区別する判
定基準となりうることが分かる。
【００２３】従って、ウエハをラッピングした後、反応
律速のエッチング液でエッチングすることにより、ラッ
プエッチ面は結晶の異方性が強調されて表裏面（ＡＢ
面）では明らかに異なるパターンが表れるので、ラッピ
ング後の基板の表裏をポリッシング前に容易に判別する
ことが可能となる。尚、判定基準とするＡ面とＢ面のパ
ターンを作製する際にはエッチング量などの条件を比較
する基板と同じ条件にするようにする。
律速のエッチング液でエッチングすることにより、ラッ
プエッチ面は結晶の異方性が強調されて表裏面（ＡＢ
面）では明らかに異なるパターンが表れるので、ラッピ
ング後の基板の表裏をポリッシング前に容易に判別する
ことが可能となる。尚、判定基準とするＡ面とＢ面のパ
ターンを作製する際にはエッチング量などの条件を比較
する基板と同じ条件にするようにする。
【００２４】この判定基準を用いることにより、ラップ
エッチ面を有する完成品について容易にそのＡ面とＢ面
の判定検査をすることができる。このため、ラップエッ
チ面を有する完成品については、完成検査において非接
触でそのＡ面とＢ面を検査することができることから、
品質保証の内容をより正確なものに向上させることがで
きる。
エッチ面を有する完成品について容易にそのＡ面とＢ面
の判定検査をすることができる。このため、ラップエッ
チ面を有する完成品については、完成検査において非接
触でそのＡ面とＢ面を検査することができることから、
品質保証の内容をより正確なものに向上させることがで
きる。
【００２５】また、基板の表裏を容易に判別することが
できるので、ウエハ成形時にＡ面とＢ面が判別可能な形
状などの制約が必要なくなる。
できるので、ウエハ成形時にＡ面とＢ面が判別可能な形
状などの制約が必要なくなる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、基板の表
裏を容易に判別できるという優れた効果を奏する。
裏を容易に判別できるという優れた効果を奏する。
【図１】ＧａＡｓ単結晶基板（結晶面方位：(110)6°of
f toward (111)A,（Ａ面））のラップエッチ面の外観
（×４００）の結晶構造を示す写真である。
f toward (111)A,（Ａ面））のラップエッチ面の外観
（×４００）の結晶構造を示す写真である。
【図２】ＧａＡｓ単結晶基板（結晶面方位：(110)6°of
f toward (111)B,（Ｂ面））のラップエッチ面の外観
（×４００）の結晶構造を示す写真である。
f toward (111)B,（Ｂ面））のラップエッチ面の外観
（×４００）の結晶構造を示す写真である。
【図３】ＧａＡｓ単結晶基板（結晶面方位：（５１１）
Ａ，（Ａ面））のラップエッチ面の外観 （×４００）
の結晶構造を示す写真である。
Ａ，（Ａ面））のラップエッチ面の外観 （×４００）
の結晶構造を示す写真である。
【図４】ＧａＡｓ単結晶基板（結晶面方位：（５１１）
Ｂ，（Ｂ面））のラップエッチ面の外観 （×４００）
の結晶構造を示す写真である。
Ｂ，（Ｂ面））のラップエッチ面の外観 （×４００）
の結晶構造を示す写真である。
Claims (4)
- 【請求項１】 化合物半導体基板の少なくとも片面をラ
ッピングした後、上記化合物半導体結晶に対し反応律速
であるエッチング液でエッチングし、この表面のエッチ
ングパターンにより基板の表裏を判別することを特徴と
する化合物半導体基板の評価方法。 - 【請求項２】 上記化合物半導体基板の結晶面方位が
（１１０）面に対して（１１１）面方向に２°〜１０°
の範囲でオフしている請求項１記載の評価方法。 - 【請求項３】 上記化合物半導体基板が、閃亜鉛鉱構造
をもち、かつ結晶面方位が（ｎ１１）面（ｎは１〜５の
整数）である請求項１記載の評価方法。 - 【請求項４】 上記化合物半導体基板がＧａＡｓで成形
される請求項１乃至３のいずれかに記載の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26815894A JPH08111442A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 化合物半導体基板の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26815894A JPH08111442A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 化合物半導体基板の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111442A true JPH08111442A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17454716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26815894A Pending JPH08111442A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 化合物半導体基板の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08111442A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017049180A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 信越半導体株式会社 | 単結晶ウェーハの表裏判定方法 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP26815894A patent/JPH08111442A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017049180A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 信越半導体株式会社 | 単結晶ウェーハの表裏判定方法 |
| TWI700488B (zh) * | 2015-09-03 | 2020-08-01 | 日商信越半導體股份有限公司 | 單晶晶圓的表內判斷方法 |
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