KR102425117B1 - 육방정 단결정 기판의 검사 방법 및 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오프각이 형성된 방향, 즉 c축이 기울어지는 방향을 매우 정밀하게 검출 가능한 육방정 단결정의 검사 방법 및 검사 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 육방정 단결정 기판의 검사 방법으로서, 육방정 단결정 기판을 투과하는 파장과, 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 직선 편광의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단을 준비한다. 그리고, 육방정 단결정 기판의 상면을 레이저 빔의 광로에 대하여 수직으로 위치 부여하고 레이저 빔이 육방정 단결정 기판을 투과하도록 유지하고, 그 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 편광면에 대하여 레이저 빔의 중심을 회전 중심으로 하여 육방정 단결정 기판을 상대적으로 회전시키고, 육방정 단결정 기판을 투과한 레이저 빔을 편광 빔 스플리터에 의해 P 편광과 S 편광으로 분기한다. 또한, 그 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광의 광량을 계측하는 제1 수광 소자와 S 편광의 광량을 계측하는 제2 수광 소자를 이용하여, 그 제1 수광 소자와 그 제2 수광 소자가 계측한 광량비를 산출하는 산출 공정과, 그 레이저 빔의 편광면에 대한 육방정 단결정 기판의 상대적인 회전 각도와 그 산출 공정에 의해 산출된 광량비를 대비하여 표시하고, 그 상면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 기울기 검출 공정을 포함한다.

Description

육방정 단결정 기판의 검사 방법 및 검사 장치{INSPECTION METHOD AND INSPECTION APPARATUS OF HEXAGONAL SINGLE CRYSTAL SUBSTRATE}
본 발명은, SiC 기판, GaN 기판 등의 육방정 단결정 기판의 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.
파워 디바이스 또는 LED, LD 등의 광디바이스는, SiC, GaN 등의 육방정 단결정을 소재로 한 웨이퍼의 표면에 기능층이 적층되고, 적층된 기능층에 격자형으로 형성된 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 형성된다.
디바이스가 형성되는 웨이퍼는, 일반적으로 잉곳을 와이어소우로 슬라이스하여 생성되고, 슬라이스된 웨이퍼의 표리면을 연마하여 경면으로 마무리된다(예컨대 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보 참조).
육방정 단결정 기판은, 제1 오리엔테이션 플랫과, 제1 오리엔테이션 플랫에 직교하는 제2 오리엔테이션 플랫을 갖고 있다. 예컨대, 제1 오리엔테이션 플랫의 길이는 제2 오리엔테이션 플랫의 길이보다 짧게 형성되어 있다.
육방정 단결정 기판은, 상면의 수직선에 대하여 제1 오리엔테이션 플랫 방향으로 오프각(α) 경사진 c축과, c축에 직교하는 c면을 갖고 있다. c면은 기판의 상면에 대하여 오프각(α) 경사져 있다. 일반적으로, 육방정 단결정 기판에서는, 짧은 제1 오리엔테이션 플랫의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축의 경사 방향이다.
c면은 육방정 단결정 기판 중에 기판의 분자 레벨로 무수히 설정된다. 오프각(α)은, 예컨대 1°∼6°의 범위에서 자유롭게 설정하여 기판이 제조된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-94221호 공보
전술한 바와 같이, 육방정 단결정 기판에서는, 짧은 제1 오리엔테이션 플랫의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축의 경사 방향이 되도록 기판이 제조된다. 그러나, 제조 오차 등에 의해, c축 방향의 경사 방향에 직교하는 방향에 대하여 오리엔테이션 플랫이 ±5° 정도의 오차를 갖고 제조되는 경우가 있다. 따라서, 오리엔테이션 플랫을 기준으로 하여 가공을 행하면 원하는 가공을 할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 오프각이 형성된 방향, 즉 c축이 기울어지는 방향을 매우 정밀하게 검출 가능한 육방정 단결정 기판의 검사 방법 및 검사 장치를 제공하는 것이다.
청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 제1 면과 그 제1 면과 반대측의 제2 면과, 그 제1 면으로부터 그 제2 면에 이르는 c축과, 그 c축에 직교하는 c면을 가지며, 그 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 육방정 단결정 기판의 검사 방법으로서, 육방정 단결정 기판을 투과하는 파장과, 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 직선 편광의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단을 준비하는 준비 공정과, 육방정 단결정 기판의 제1 면을 레이저 빔의 광로에 대하여 수직으로 위치 부여하고 레이저 빔이 육방정 단결정 기판을 투과하도록 유지하는 유지 공정과, 그 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 편광면에 대하여 레이저 빔의 중심을 회전 중심으로 하여 육방정 단결정 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 공정과, 육방정 단결정 기판을 투과한 레이저 빔을 편광 빔 스플리터에 의해 P 편광과 S 편광으로 분기하는 분기 공정과, 그 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광의 광량을 계측하는 제1 수광 소자와 S 편광의 광량을 계측하는 제2 수광 소자를 이용하여, 그 제1 수광 소자와 그 제2 수광 소자가 계측한 광량의 광량비를 산출하는 산출 공정과, 그 레이저 빔의 편광면에 대한 육방정 단결정 기판의 상대적인 회전 각도와 그 산출 공정에 의해 산출되는 광량비를 대비하여 표시하고, 그 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 기울기 검출 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 육방정 단결정 기판의 검사 방법이 제공된다.
바람직하게는, 그 회전 공정에서의 육방정 단결정 기판의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 오리엔테이션 플랫 검출 공정을 더 구비하고, 그 오리엔테이션 플랫 검출 공정에 있어서, 오리엔테이션 플랫이 검출된 회전 각도와 근사한 회전 각도로 나타나는 광량비의 피크의 회전 각도를 갖고 c축이 기울어지는 방향으로 한다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 제1 면과 그 제1 면과 반대측의 제2 면과, 그 제1 면으로부터 그 제2 면에 이르는 c축과, 그 c축에 직교하는 c면을 가지며, 그 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 육방정 단결정 기판의 검사 장치로서, 육방정 단결정 기판을 투과하는 파장과, 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 직선 편광의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단과, 그 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 광로에 대하여 육방정 단결정 기판의 제1 면을 수직으로 위치 부여하고 레이저 빔이 육방정 단결정 기판을 투과하도록 유지하는 유지 수단과, 그 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 편광면에 대하여 레이저 빔의 중심을 회전 중심으로 하여 육방정 단결정 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과, 육방정 단결정 기판을 투과한 레이저 빔을 P 편광과 S 편광으로 분기하는 편광 빔 스플리터와, 그 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광의 광량을 계측하는 제1 수광 소자와, 그 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 S 편광의 광량을 계측하는 제2 수광 소자와, 그 제1 수광 소자와 그 제2 수광 소자가 계측한 광량의 광량비를 산출하는 산출 수단과, 그 회전 수단의 작동에 의해 레이저 빔의 편광면에 대한 육방정 단결정의 상대적인 회전 각도와 그 산출 수단에 의해 산출된 광량비를 대비하여 표시하는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 육방정 단결정 기판의 검사 장치가 제공된다.
바람직하게는, 육방정 단결정 기판의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 검출 수단을 더 구비하고, 그 표시 수단은, 오리엔테이션 플랫이 검출된 회전 각도와 근사한 회전 각도로 나타나는 광량비의 피크의 회전 각도를 갖고 c축이 기울어지는 방향으로서 표시한다.
본 발명에 의하면, 레이저 빔에 대하여 수직으로 위치 부여된 제1 면에 대하여 오프각을 갖고 경사진 육방정 단결정 기판의 c면이 레이저 빔의 편광면을 굴절시키고, 상대적인 육방정 단결정 기판의 회전에 의해 굴절 방향이 변화함으로써, 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광과 S 편광의 광량비가 회전 각도에 따라서 사인곡선과 같이 변화하고, 오리엔테이션 플랫의 각도 위치에 첫번째로 가까운 사인곡선의 산 또는 곡(谷)의 각도 위치가 제1 면의 수직선에 대한 c축이 기울어지는 방향으로서 검출된다.
따라서, 오리엔테이션 플랫의 각도 위치와 사인곡선의 산 또는 곡의 각도 위치가 일치하면 오리엔테이션 플랫을 믿고 가공을 할 수 있고, 일치하지 않는 경우는, 오리엔테이션 플랫의 각도 위치와 사인곡선의 산 또는 곡의 각도 위치의 각도차를 오리엔테이션 플랫의 보정치로 하여 가공을 행하면, 원하는 가공을 할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태에 따른 육방정 단결정 기판의 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 육방정 단결정 기판의 제1 면의 수직선과 c축의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 검사 장치에 의한 검사 방법을 설명하는 사시도이다.
도 4는 오리엔테이션 플랫의 검출 방법을 설명하는 평면도이다.
도 5는 회전 각도에 대한 P 편광과 S 편광의 광량비를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명 실시형태에 따른 육방정 단결정 기판의 검사 장치(10)의 사시도가 나타나 있다. 검사 장치(10)는 베이스(12)를 구비하고 있다.
베이스(12)에는, 유지 테이블(14)이 회전 가능하게 부착되어 있다. 유지 테이블(14)은, 중앙 개구부(16)와 고리형 흡인홈(18)을 갖고 있고, 고리형 흡인홈(18)에는 복수의 흡인 구멍(20)이 개구되어 있다. 흡인 구멍(20)은 전자 전환 밸브를 통해 도시하지 않은 흡인원에 선택적으로 접속되어 있다.
베이스(12)에는 모터(22)가 부착되어 있고, 모터(22)의 출력축에 고정된 피니언(24)이 유지 테이블(14)의 하단부에 형성된 기어(26)에 맞물려 있다. 유지 테이블(14)의 외주에는 회전 각도를 검출하기 위한 눈금(28)이 형성되어 있다.
베이스(12) 상에 탑재된 로터리 인코더(30)에 의해 눈금(28)을 판독함으로써, 유지 테이블(14)의 회전 각도를 검출한다. 여기서, 채택한 로터리 인코더(30)의 각도 분해능은 0.5°이지만, 상이한 분해능을 갖는 로터리 인코더를 채택하도록 해도 좋다.
44는 오리엔테이션 플랫 검출기이며, 예컨대 레이저 빔을 출사하여 유지 테이블(14)에 흡인 유지된 도 2에 나타낸 바와 같은 육방정 단결정 기판(11)의 오리엔테이션 플랫(13 또는 15)으로부터의 반사광을 검출하는 레이저 검출기, 또는 발생한 초음파의 반사파를 검출하는 초음파 검출기 등을 채택할 수 있다.
32는 He-Ne 레이저 발진기이며, 파장 632 nm의 레이저 빔을 발진한다. 본 실시형태의 He-Ne 레이저 발진기는 평균 출력 0.1 W의 레이저 빔을 발진하지만, 출력은 이것에 한정되는 것은 아니며, 다른 출력의 레이저 빔을 발진하는 He-Ne 레이저 발진기를 채택하도록 해도 좋고, He-Ne 레이저 발진기(32) 대신에, 상이한 파장의 레이저 빔을 발진하는 다른 타입의 레이저 발진기를 채택하도록 해도 좋다.
He-Ne 레이저 발진기(32)와 유지 테이블(14)에 유지된 육방정 단결정 기판(11) 사이에는 1/2 파장판(34)이 개재되어 있다. 본 실시형태에서는, He-Ne 레이저 발진기(32)와 1/2 파장판(34)으로 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단을 구성한다.
38은, 편광 분리막(36)을 갖는 편광 빔 스플리터이며, 편광 분리막(36)을 투과한 P 편광의 레이저 빔을 검출하는 포토다이오드 등의 제1 수광 소자(40)와, 편광 분리막(36)에서 반사된 S 편광의 레이저 빔을 검출하는 포토다이오드 등의 제2 수광 소자(42)가 설치되어 있다. 제1 수광 소자(40) 및 제2 수광 소자(42)의 출력은 도 3에 나타내는 연산 수단(46)에 입력된다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 육방정 단결정 기판(11)의 c축과 오리엔테이션 플랫(13)의 관계에 관해 설명한다. 육방정 단결정 기판(11)은, SiC 기판 또는 GaN 기판에서 선택되지만, 이하의 설명은 SiC 기판(11)을 채택한 것으로 하여 설명한다.
SiC 기판(11)은, 제1 면(상면)(11a)과 제1 면과 반대측의 제2 면(이면)(11b)을 갖고 있다. 기판(11)의 상면(11a)은, 레이저 빔의 조사면이 되기 때문에 경면으로 연마되어 있다.
SiC 기판(11)은, 제1 오리엔테이션 플랫(13)과, 제1 오리엔테이션 플랫(13)에 직교하는 제2 오리엔테이션 플랫(15)을 갖고 있다. 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 길이는 제2 오리엔테이션 플랫(15)의 길이보다 짧게 형성되어 있다.
SiC 기판(11)은, 상면(11a)의 수직선(17)에 대하여 제1 오리엔테이션 플랫(13) 방향으로 오프각(α) 경사진 c축(19)과, c축(19)에 직교하는 도시하지 않은 c면을 갖고 있다. c면은 SiC 기판(11)의 상면(11a)에 대하여 오프각(α) 경사져 있다. 일반적으로, SiC 기판(11)에서는, 짧은 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 신장 방향에 직교하는 방향이 c축(19)의 경사 방향이다.
c면은 기판(11) 중에 기판(11)의 분자 레벨로 무수히 설정된다. 본 실시형태에서는, 오프각(α)은 4°로 설정되어 있다. 그러나, 오프각(α)은 4°에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 1°∼6°의 범위에서 자유롭게 설정하여 SiC 기판(11)을 제조할 수 있다.
전술한 바와 같이, c축(19)의 경사 방향이 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 신장 방향에 직교하도록 제1 오리엔테이션 플랫(13) 및 제2 오리엔테이션 플랫(15)이 형성되지만, 기판(11)의 제조 오차에 의해, c축의 경사 방향이 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 신장 방향에 엄밀하게 직교하는 것은 아니며, 매우 작은 각도, 예컨대 1°∼2° 정도 직교 방향으로부터 틀어져 있는 경우가 있다.
이러한 경우, 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 신장 방향을 기준으로 하여 가공을 실시하면, 원하는 가공을 할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제가 있다. 본 발명은, 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 신장 방향에 대하여 c축(19)이 기울어지는 오프각(α)의 방향을 엄밀하게 검사하여 이 문제를 해결하고자 하는 것이다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명 실시형태에 따른 검사 방법에 관해 상세히 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 육방정 단결정 기판(11)으로서 SiC 기판을 채택하고, 오프각(α)이 SiC 기판(11)의 상면(11a)의 수직선(17)에 대하여 4°인 것으로 하여 설명한다.
유지 테이블(14)의 흡인 구멍(20)을 흡인원에 접속하고, 유지 테이블(14) 상에 얹어 놓은 SiC 기판(11)을 유지 테이블(14)에 의해 흡인 유지한다. 그리고, He-Ne 레이저 발진기(32)를 작동하여, He-Ne 레이저 발진기(32)로부터 파장 632 nm, 평균 출력 0.1 W의 레이저 빔을 발진하고, 1/2 파장판(34)으로 그 편광면을 회전시키고, 레이저 빔을 P 편광의 레이저 빔으로 변환하여, 유지 테이블(14)에 유지되어 있는 SiC 기판(11)의 제1 면(상면)(11a)에 수직으로 조사한다.
레이저 빔의 조사와 동시에 모터(22)를 구동시켜, SiC 기판(11)을 유지한 유지 테이블(14)을 화살표 R1 방향으로 회전시킨다. SiC 기판(11)을 투과한 레이저 빔은 편광 빔 스플리터(PBS)(38)에 의해, 편광 분리막(36)을 투과하는 P 편광 레이저 빔과, 편광 분리막(36)에서 반사되는 S 편광 레이저 빔으로 분기된다.
P 편광 레이저 빔은 제1 수광 소자(40)에서 검출되고, S 편광 레이저 빔은 제2 수광 소자(42)에서 검출된다. 제1 수광 소자(40)에서 검출된 P 편광 레이저 빔의 광량은, 예컨대 전압값으로 변환되어 연산 수단(46)에 입력되고, 제2 수광 소자(42)에서 검출된 S 편광 레이저 빔의 광량은, 예컨대 전압값으로 변환되어 연산 수단(46)에 입력된다.
연산 수단(46)에서는, 제2 수광 소자(42)에서 검출된 S 편광의 광량에 대한 제1 수광 소자(40)에서 검출된 P 편광의 광량의 비율, 즉 (P 편광의 광량)/(S 편광의 광량)을 계산한다. 그리고, 계산 결과를, 도 5에 나타낸 바와 같은 모니터(표시 수단)(50)에 표시한다.
표시 수단(50)에 표시된 광량비는, c축(19) 방향의 굴절율과 c면 방향의 굴절율이 상이하기 때문에, 사인곡선이 되어, SiC 기판(11)을 1회전시키는 동안에 4방향에 피크가 나타난다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 360°의 범위에 4개의 산의 피크(P1∼P4)가 나타난다.
한편, SiC 기판(11)을 회전시키고 있는 동안에 오리엔테이션 플랫 검출기(44)로 제1 오리엔테이션 플랫(13)을 검출했을 때의 회전 각도는 도 5에 나타낸 바와 같이 42.5°였다고 한다.
제1 오리엔테이션 플랫(13)은 오프각(α)이 형성되는 방향, 즉 기판(11)의 상면(11a)의 수직선(17)에 대하여 c축(19)이 경사지는 방향에 직교하도록 SiC 기판(11)은 제조되어 있기 때문에, 제1 오리엔테이션 플랫(13)을 검출한 회전 각도 42.5°와 근사한 회전 각도로 나타나는 광량비의 피크(P1)의 회전 각도, 본 실시형태에서는 44°의 회전 각도를 갖고 c축(19)이 기울어지는 방향으로 결정한다.
따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 수직선(21)에 대한 오프각의 방향, 즉 c축(19)이 기울어지는 방향 β는 42.5°-44°=-1.5°로 산출된다. 따라서, 제1 오리엔테이션 플랫(13)의 수직선(21)에 대하여 -1.5°를 보정치로 하여 가공을 행한다면, 원하는 가공을 할 수 있다.
또한, SiC 기판(11)에 대하여 S 편광의 레이저 빔을 조사하면, (P 편광의 광량)/(S 편광의 광량)은 사인곡선의 곡으로 나타난다. 따라서, 이 경우에는, 연산 수단(46)으로 (P 편광의 광량)/(S 편광의 광량)을 연산하고, 사인곡선의 곡의 바닥 근방에 c축의 방향이 나타나도록 한다.
오프각(α)이 0인 경우에는, 즉 SiC 기판(11)의 상면(11a)의 수직선(17)과 c축(19)이 일치하는 경우에는, SiC 기판(11)에 P 편광의 레이저 빔을 조사한 경우, 회전 각도에 상관없이 (P 편광의 광량)/(S 편광의 광량)은 일정해지며, 약 2가 된다.
전술한 실시형태에서는, SiC 기판(11)을 유지한 유지 테이블(14)을 회전시키면서 P 편광의 레이저 빔을 조사하는 구성으로 했지만, 유지 테이블(14)은 회전시키지 않고 고정하고, 1/2 파장판(34)을 회전시키면서 레이저 빔을 유지 테이블(20)에 유지된 SiC 기판(11)에 조사하도록 해도 좋다. 이 경우에도, P 편광과 S 편광의 광량비는 사인곡선이 되고, 사인곡선의 피크의 회전 각도에 c축이 나타난다.
10 : 육방정 단결정 기판의 검사 장치
11 : 육방정 단결정 기판(SiC 기판)
11a : 제1 면(상면)
11b : 제2 면(이면)
13 : 제1 오리엔테이션 플랫
14 : 유지 테이블
15 : 제2 오리엔테이션 플랫
22 : 모터
30 : 로터리 인코더
32 : He-Ne 레이저 발진기
34 : 1/2 파장판
38 : 편광 빔 스플리터
40 : 제1 수광 소자
42 : 제2 수광 소자
44 : 오리엔테이션 플랫 검출기
46 : 연산 수단
50 : 모니터(표시 수단)

Claims (4)

  1. 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 가지며, 상기 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 육방정 단결정 기판의 검사 방법에 있어서,
    육방정 단결정 기판을 투과하는 파장과, 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 직선 편광의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단을 준비하는 준비 공정과,
    육방정 단결정 기판의 제1 면을 레이저 빔의 광로에 대하여 수직으로 위치 부여하고 레이저 빔이 육방정 단결정 기판을 투과하도록 유지하는 유지 공정과,
    상기 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 편광면에 대하여 레이저 빔의 중심을 회전 중심으로 하여 육방정 단결정 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 공정과,
    육방정 단결정 기판을 투과한 레이저 빔을 편광 빔 스플리터에 의해 P 편광과 S 편광으로 분기하는 분기 공정과,
    상기 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광의 광량을 계측하는 제1 수광 소자와 S 편광의 광량을 계측하는 제2 수광 소자를 이용하여, 상기 제1 수광 소자와 상기 제2 수광 소자가 계측한 광량의 광량비를 산출하는 산출 공정과,
    상기 레이저 빔의 편광면에 대한 육방정 단결정 기판의 상대적인 회전 각도와 상기 산출 공정에 의해 산출된 광량비를 대비하여 표시하고, 상기 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 기울기 검출 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 육방정 단결정 기판의 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 공정에서의 육방정 단결정 기판의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 오리엔테이션 플랫 검출 공정을 더 구비하고,
    상기 오리엔테이션 플랫 검출 공정에 있어서, 오리엔테이션 플랫이 검출된 회전 각도에 가장 가까운 회전 각도로 표시되는 광량비의 피크의 회전 각도를 갖고 c축이 기울어지는 방향으로 하는 것인, 육방정 단결정 기판의 검사 방법.
  3. 제1 면과, 상기 제1 면과 반대측의 제2 면과, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면에 이르는 c축과, 상기 c축에 직교하는 c면을 가지며, 상기 제1 면의 수직선에 대하여 c축이 기울어지는 방향을 검출하는 육방정 단결정 기판의 검사 장치에 있어서,
    육방정 단결정 기판을 투과하는 파장과, 미리 정해진 방향의 편광면을 갖는 직선 편광의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생 수단과,
    상기 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 광로에 대하여 육방정 단결정 기판의 제1 면을 수직으로 위치 부여하고 레이저 빔이 육방정 단결정 기판을 투과하도록 유지하는 유지 수단과,
    상기 레이저 빔 발생 수단이 발생시킨 레이저 빔의 편광면에 대하여 레이저 빔의 중심을 회전 중심으로 하여 육방정 단결정 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 수단과,
    육방정 단결정 기판을 투과한 레이저 빔을 P 편광과 S 편광으로 분기하는 편광 빔 스플리터와,
    상기 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 P 편광의 광량을 계측하는 제1 수광 소자와,
    상기 편광 빔 스플리터에 의해 분기된 S 편광의 광량을 계측하는 제2 수광 소자와,
    상기 제1 수광 소자와 상기 제2 수광 소자가 계측한 광량의 광량비를 산출하는 산출 수단과,
    상기 회전 수단의 작동에 의해 레이저 빔의 편광면에 대한 육방정 단결정의 상대적인 회전 각도와, 상기 산출 수단에 의해 산출된 광량비를 대비하여 표시하는 표시 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 육방정 단결정 기판의 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    육방정 단결정 기판의 오리엔테이션 플랫을 검출하는 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 표시 수단은, 오리엔테이션 플랫이 검출된 회전 각도에 가장 가까운 회전 각도로 표시되는 광량비의 피크의 회전 각도를 갖고 c축이 기울어지는 방향으로 표시하는 것인, 육방정 단결정 기판의 검사 장치.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7009194B2 (ja) * 2017-12-12 2022-01-25 株式会社ディスコ ウエーハ生成装置および搬送トレー
EP3502615A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-26 EpiGan NV A wafer surface curvature determining system
US10388526B1 (en) 2018-04-20 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor wafer thinning systems and related methods
US10896815B2 (en) 2018-05-22 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate singulation systems and related methods
US11121035B2 (en) 2018-05-22 2021-09-14 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate processing methods
US20190363018A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Die cleaning systems and related methods
US11830771B2 (en) 2018-05-31 2023-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US10468304B1 (en) 2018-05-31 2019-11-05 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
CN114413767B (zh) * 2022-01-24 2023-06-13 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种激光透射精密旋转定位调节装置
WO2024128239A1 (ja) * 2022-12-15 2024-06-20 国立大学法人名古屋工業大学 測定装置、イオン注入装置、測定方法及びイオン注入方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307406A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Stanley Electric Co Ltd 非接触式変位計
JP2005179167A (ja) 2003-06-30 2005-07-07 Kenichiro Miyahara 薄膜形成用基板、薄膜基板及び発光素子
JP2014194352A (ja) 2013-03-28 2014-10-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal 一軸結晶からなる単結晶基板の面方位測定方法、及びこれに用いる面方位測定装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0766253A (ja) * 1993-08-23 1995-03-10 Matsushita Electron Corp 走査型電子顕微鏡およびそれを用いた結晶構造の評価方法
JP3943248B2 (ja) * 1998-06-19 2007-07-11 東芝Itコントロールシステム株式会社 結晶方位測定装置
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
TWI232294B (en) * 2004-04-30 2005-05-11 Univ Nat Chiao Tung Image type polarized light measurement that can measure the thickness and optic axis of the optical crystal simultaneously
JP5625355B2 (ja) * 2010-01-07 2014-11-19 住友電気工業株式会社 Iii族窒化物半導体レーザ素子、iii族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP2011203245A (ja) * 2010-03-02 2011-10-13 You-Na Tech Corp 半導体ウェハの表面検査システム及び表面検査方法
EP2660366B1 (en) * 2010-12-27 2020-12-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for producing silicon carbide substrate, and method for producing semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307406A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Stanley Electric Co Ltd 非接触式変位計
JP2005179167A (ja) 2003-06-30 2005-07-07 Kenichiro Miyahara 薄膜形成用基板、薄膜基板及び発光素子
JP2014194352A (ja) 2013-03-28 2014-10-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal 一軸結晶からなる単結晶基板の面方位測定方法、及びこれに用いる面方位測定装置

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