JPH0820384B2 - 単結晶のｏｆ方位検出方法及び装置 - Google Patents

単結晶のｏｆ方位検出方法及び装置

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JPH0820384B2
JPH0820384B2 JP3045458A JP4545891A JPH0820384B2 JP H0820384 B2 JPH0820384 B2 JP H0820384B2 JP 3045458 A JP3045458 A JP 3045458A JP 4545891 A JP4545891 A JP 4545891A JP H0820384 B2 JPH0820384 B2 JP H0820384B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶に付されるべき
オリエンテーションフラット（以下、ＯＦと略称）の方
位を検出するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体電子装置の基板として用いられる
半導体ウエーハは、例えばＣＺ法（Czochralski 法）に
よって引き上げられたシリコン等の単結晶インゴットを
円筒状に研磨した後、これをその棒軸方向に対して略直
角にスライスし、このようにして得られたものに対して
更にラッピング、エッチング、ポリッシング等の加工を
施すことによって片面が鏡面の薄円板状に成形される。
そして、該半導体ウエーハには、オプティカルパターン
の位置決め等のために、結晶軸に直角なカット面から成
るＯＦがその外周の少なくとも一箇所に形成される。
【０００３】而して、ＯＦに対しては高い方位精度が要
求されるため、ＯＦを付すべき結晶軸方位をＸ線の回折
を利用して検出することが従来から行なわれている（例
えば、特開昭６２−１１６２４３号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｘ線による
検出方法によっても、実際には単結晶のＯＦ方位（所定
の結晶軸方位）を検出するには、単結晶インゴットを回
転させながら異なる方向からの複数回の計測を試みる必
要があり、時間と手間がかかって能率が悪いばかりか、
複数回の計測に伴なう累積誤差が大きくなり、検出精度
が悪くなるという問題があった。
【０００５】そこで、Ｘ線装置を複数設置し、異なる方
向から同時に計測することが考えられるが、これによれ
ば装置が複雑化し、コストアップを招く。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、簡単な構成で高能率、且つ高
精度にＯＦ方位を検出することができる単結晶のＯＦ方
位検出方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、単結晶インゴットを回転させながらこれの晶癖
線を光学的に検出し、晶癖線が検出された時点で単結晶
インゴットの回転を停止し、その後単結晶インゴットを
所定の方向に微速回転させながらこれの結晶軸をＸ線に
よって検出するようにしたことを特徴とする。
【０００８】又、本発明は、単結晶インゴットを支持し
てこれを回転位置決めする回転位置決め手段と、単結晶
インゴットの晶癖線を光学的に検出する晶癖線検出セン
サーと、Ｘ線の回折を利用して単結晶の結晶軸を検出す
るＸ線装置を含んでＯＦ方位検出装置を構成したことを
特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によれば、先ず、単結晶インゴットの晶
癖線が晶癖線検出センサーによって光学的に速やかに検
出される。然るに、検出すべきＯＦ方位（結晶軸方位）
は晶癖線に対して所定の角度関係を保つため、単結晶イ
ンゴットを晶癖線が検出された位置から所定方向に微速
で回転させながらＸ線装置によって所定の結晶軸方位を
検出すれば、Ｘ線による結晶軸方位の検出は１回で済む
ため、短時間で能率良く、且つ高精度にＯＦ方位を検出
することができる。
【００１０】又、検出装置には、単一のＸ線装置に比較
的安価な晶癖線センサーが付加されるのみであるため、
検出装置の構造単純化及びコストダウンが図られる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【００１２】図１は本発明に係るＯＦ方位検出装置の平
面図、図２は同装置の側面図、図３は同装置の検出部
（晶癖線検出センサー及びＸ線装置部）の平面図、図４
は単結晶インゴットの部分斜視図である。
【００１３】本実施例に係るＯＦ方位検出装置１は円筒
研磨装置に搭載されるものであって、これには図１の矢
印方向に移動可能な研磨機２が設けられており、該研磨
機２から水平方向に延出するスピンドル軸３の端部には
研磨砥石４が結着されている。尚、スピンドル軸３は研
磨機２に内蔵された不図示の駆動源によって回転駆動さ
れる。
【００１４】又、床上に設置されたベッド５の両端から
は回転軸６，６が内方に向かい合って同軸、且つ水平に
延出しており、該回転軸６，６の端部にはチャック７，
７が各々結着されている。そして、単結晶インゴットＷ
はチャック７，７にその両端を支持されて図示のように
水平、且つ回転可能に支持されている。尚、回転軸６は
不図示の駆動源によって回転駆動される。
【００１５】更に、ベッド５の側方には、スライドテー
ブル８が設置されており、該スライドテーブル８上には
Ｘ線装置９が設置されている。このＸ線装置９はスライ
ドテーブル８の作用によって図１の矢印方向、即ち単結
晶インゴットＷの軸方向（Ｘ軸方向）と軸直角方向（Ｙ
軸方向）に移動可能であって、図２に示すように、これ
には円弧状のゴニオステージ１０が設けられている。そ
して、このゴニオステージ１０にはＸ線発生器１１とＸ
線検出器１２が該ゴニオステージ１０に沿って移動可能
に取り付けられており、これらＸ線発生器１１及びＸ線
検出器１２はその取付位置が任意に調整され得る。又、
図２に示すように、Ｘ線装置９の単結晶インゴットＷの
軸中心高さ位置には、これと単結晶インゴットＷとの間
の距離ｌを検出するための位置センサー１３が取り付け
られている。
【００１６】又、前記Ｘ線装置９のＸ線検出器１２に
は、図３に示すように晶癖線検出センサー１４が一体的
に取り付けられている。この晶癖線検出センサー１４は
光センサーの一種であって、これは単結晶インゴットＷ
のコーン部Ｗａに光を照射し、コーン部Ｗａで反射した
光を受けることによって、図４に示すようにコーン部Ｗ
ａの晶癖線ｌ１の有無を検出するものである。
【００１７】次に、ＯＦ方位検出装置１の作用を図５
（ａ）、（ｂ）及び図６を参照しながら説明することに
よって、本発明方法を具体的に述べる。尚、図５
（ａ），（ｂ）は単結晶の晶癖線とＯＦ方位との関係を
示す図、図６は本発明方法の実施手順を示すフローチャ
ートである。
【００１８】先ず、不図示の単結晶引上装置によって引
き上げられた単結晶インゴットＷが供給され（図６のス
テップ１）、これがハンドリングされて（ステップ２）
図１に示すように両チャック７，７によってその両端が
支持されると、該単結晶インゴットＷは水平、且つ回転
自在にセットされ（ステップ３）、その後その外周が円
筒研磨される（ステップ４）。
【００１９】次に、不図示の駆動源によって回転軸６が
所定の方向に所定の速度で回転駆動されると、単結晶イ
ンゴットＷも同方向に同速度で回転し（ステップ５）、
このとき晶癖線検出センサー１４によって晶癖線ｌ１の
有無が光学的に速やかに検出される（ステップ６）。そ
して、晶癖線検出センサー１４によって晶癖線ｌ１が検
出されると、単結晶インゴットＷの回転が停止される
（ステップ７）、短結晶インゴットＷの回転方向が決定
される（ステップ８）。
【００２０】ところで、一般に単結晶においては、、検
出すべきＯＦ方位（結晶軸方位）は晶癖線に対して所定
の位置関係を保つ。例えば、＜１１１＞結晶において
は、図５（ａ）に示すようにＯＦ方位Ｆは晶癖線ｌ１に
対して反時計方向に角度約３０°をなす方向、或は図５
（ｂ）に示すように晶癖線ｌ１に対して時計方向に角度
約３０°をなす方向に一致する。尚、図５（ａ），
（ｂ）において、ｌ２，ｌ３は他の晶癖線を示す。
【００２１】従って、単結晶インゴットＷの停止（ステ
ップ７）後、該単結晶インゴットＷを所定の方向（図５
（ａ）に示す例では反時計方向、図５（ｂ）に示す例で
は時計方向）に微速度で回転させながら（ステップ
９）、Ｘ線装置９によってＯＦ方位Ｆが検出される。即
ち、Ｘ線発生器１１から単結晶インゴットＷの表面に向
かって入射角θ（本実施例の場合、２３．６°）で照射
されるＸ線は、単結晶インゴットＷの表面で入射角θに
等しい反射角θで反射し、反射したＸ線はＸ線検出器１
２によって検出される。そして、Ｘ線検出器１２によっ
て検出されるＸ線の強度（感度）が最大（ＭＡＸ）とな
る位置を見い出し（ステップ１０）、その位置が見い出
されれば単結晶インゴットＷの回転を停止する（ステッ
プ１１）。このとき、単結晶インゴットＷのＸ線照射点
が求めるＯＦ方位Ｆ上の点に一致するため、単結晶イン
ゴットＷを固定したまま研磨機２を駆動し、該研磨機２
を単結晶インゴットＷの軸方向に移動させながら砥石４
によって単結晶インゴットＷの外周の一部（図５
（ａ），（ｂ）の斜線部分）を研磨して切除すれば（ス
テップ１２）、図５（ａ），（ｂ）に示すように単結晶
インゴットＷには所要のＯＦが形成される。
【００２２】以上のように、本実施例では、Ｘ線装置９
による結晶軸方位の検出は１回で済むため、短時間で能
率良く、且つ高精度にＯＦ方位を検出することができ
る。
【００２３】又、ＯＦ方位検出装置１には、単一のＸ線
装置９に比較的安価な晶壁線検出センサー１４が付加さ
れるのみであるため、当該検出装置１の構造単純化及び
コストダウンが図られる。
【００２４】而して、ＯＦが形成された単結晶インゴッ
トＷはハンドリングされ（ステップ１３）、チャック
７，７による支持が解除されてＯＦ方位検出装置１から
取り外される（ステップ１４）。
【００２５】尚、図７及び図８に示すように、予めコー
ン部がカットされた単結晶インゴットＷのＯＦ方位を検
出する場合には、単結晶インゴットＷは上下動するイン
ゴットキャリア１５によって回転ローラ１６，１６上に
水平にセットされ、回転ローラ１６，１６が回転駆動さ
れると、単結晶インゴットＷがその中心軸周りに回転せ
しめられる。そして、単結晶インゴットＷの一端面には
晶癖線に一致する晶癖線検出マークＭが付され、このマ
ークＭは単結晶インゴットＷの端面側に配置された晶癖
線検出センサー１４によって光学的に検出される。又、
ＯＦ方位の検出は単結晶インゴットＷの下方に設置され
たＸ線発生器１１及びＸ線検出器１２によってなされ
る。尚、図７中、１７はＯＦ位置をマーキングするため
のマーク部である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、回転位置決め手段によって単結晶インゴットを回
転させながらこれの晶癖線を晶癖線検出センサーによっ
て光学的に検出し、晶癖線が検出された時点で単結晶イ
ンゴットの回転を停止し、その後単結晶インゴットを所
定の方向に微速回転させながらこれの結晶軸をＸ線装置
によって検出するようにしたため、簡単な構成で高能
率、且つ高精度にＯＦ方位を検出することができるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦ方位検出装置の平面図であ
る。
【図２】本発明に係るＯＦ方位検出装置の側面図であ
る。
【図３】本発明に係るＯＦ方位検出装置の検出部（晶癖
線検出センサー及びＸ線装置部）の平面図である。
【図４】単結晶インゴットの部分斜視図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は単結晶の晶癖線とＯＦ方位と
の関係を示す図である。
【図６】本発明方法の実施手順を示すフローチャートで
ある。
【図７】本発明の別実施例を示すＯＦ方位検出装置要部
の正面図である。
【図８】図７の矢視Ａ−Ａ線方向の図である。
【符号の説明】
１ ＯＦ方位検出装置 ６ 回転軸 ９ Ｘ線装置 １１ Ｘ線発生器 １２ Ｘ線検出器 １４ 晶癖線検出センサー Ｗ 単結晶インゴット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単結晶インゴットを回転させながらこれ
    の晶癖線を光学的に検出し、晶癖線が検出された時点で
    単結晶インゴットの回転を停止し、その後単結晶インゴ
    ットを所定の方向に微速回転させながらこれの結晶軸を
    Ｘ線によって検出するようにしたことを特徴とする単結
    晶のＯＦ方位検出方法。
  2. 【請求項２】 単結晶インゴットを支持してこれを回転
    位置決めする回転位置決め手段と、単結晶インゴットの
    晶癖線を光学的に検出する晶癖線検出センサーと、Ｘ線
    の回折を利用して単結晶の結晶軸を検出するＸ線装置を
    含んで構成されることを特徴とする単結晶のＯＦ方位検
    出装置。
JP3045458A 1991-02-19 1991-02-19 単結晶のｏｆ方位検出方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0820384B2 (ja)

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