KR20070002726A - 피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 측정방법 - Google Patents

피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 측정방법 Download PDF

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Abstract

피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 측정방법이 개시된다. 본 발명에 따른 피측정물의 결정방향 측정장치는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 피측정물이 틸팅가능하도록 피측정물을 지지하는 틸팅홀더(tilting holder); 및 소정의 각도로 틸팅홀더(tilting holder)에 지지된 피측정물에 x선을 조사하고 피측정물에서 회절되는 x선을 감지하여 피측정물의 결정방향을 측정하는 x선 검사기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 5°이상의 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물에 대하여도 결정방향을 측정할 수 있으면서도, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물의 결정방향 측정시간을 연구실과 같은 특수한 목적의 결정방향 측정장치에 비하여 현저히 단축시킬 수 있어 산업현장에서 유용하게 활용할 수 있다.
x선 검사기, 틸트각, 결정방향, 사파이어 웨이퍼, 틸팅홀더

Description

피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 측정방법{CRYSTAL ORIENTATION MEASUREMENT APPARATUS FOR FLAT SAMPLE AND MEASURMENT METHOD THEREOF}
도 1은 사파이어 웨이퍼의 오프(off) 결정방향을 도시한 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치에 대한 사시도,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도,
도 4는 도 3의 틸팅홀더지그와 틸팅홀더지그 몸체가 물림부로 결합되는 상태를 도시한 분해 사시도,
도 5는 도 3의 틸팅홀더지그가 복수의 경사각을 갖는 상태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 사파이어 웨이퍼 2 : 결정 표면
3 : 결정표면의 수직 방향 4 : 사파이어 웨이퍼표면의 수직방향
10 : x 선 검사기 11 : x 선 발생기
12 : x 선 검출기 20 : 틸팅홀더(tilting holder)
30 : 틸팅홀더지그 31 : 틸팅홀더지그 몸체
35 : 키부재 36 : 홈
40 : 틸트회동부 45 : 제1 기어
46 : 제2 기어 47 : 서보모터
48 : 전선 49 : 손잡이
50 : 사파이어 웨이퍼 지지체
본 발명은 피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 x선 검사기를 이용하여 5°이상의 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물의 결정방향을 측정하는 장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.
사파이어 웨이퍼의 생산 특성상 고객의 요구에 맞추어 결정방향이 어느 한 방향으로 오프(off)된 사파이어 웨이퍼를 생산하게 된다. 여기서 오프(off) 결정방향이란 도 1에서 보이는 바와 같이, 결정표면(2)의 수직인 직선(3)과 사파이어 웨이퍼(1) 표면의 수직인 직선(4)이 이루는 각(θ)을 의미한다.
종래의 x선 검사기의 원리는 다음과 같다. 도 2에서 보이는 바와 같이, x선 검사기(10)는 x선 발생기(11)에서 방사된 x선이 사파이어 웨이퍼(1)에서 굴절되어 x선 검출기(12)에 들어간 x선 회절량을 검출한 후 그 회절각도를 읽음으로써 사파이어 웨이퍼(1) 표면의 결정방향을 측정한다. 물체를 구성하는 원자들이 규칙적으로 결정면을 형성한 상태로 배열되어 있으면 원자들에 의해 x선은 산란되어 진다. x선이 임의의 각도로 결정 표면에 부딪히게 되면, 결정 표면에서 규칙적으로 배열된 원자결정면에 의해 일부의 x선이 산란되고 산란되지 않은 나머지 x선은 원자들의 두 번째 아래층으로 침투하게 된다. 두 번째 층에서 x선의 일부는 또다시 산란되며 나머지는 세 번째 층으로 침투한다. 여기서 회절현상이란 일정간격으로 결정면이 다층으로 배열된 물체에서 위와 같이 산란된 x선의 보강간섭의 효과를 말한다. 따라서 x선을 결정표면에 조사하게 되면 결정표면에서 소정의 각도로 산란된 x선이 서로 보강간섭을 통해 x선 검출기에 그 회절량이 검출된다. x선 회절량이 검출되면 회절각도를 읽음으로써 사파이어 웨이퍼(1) 표면의 결정방향을 측정한다.
한편, 일반적으로 5°이하의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼는 종래의 x선 검사기로 측정이 용이하나, 5°이상의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼에 대해서는 종래의 x선 검사기를 이용해서는 그 측정이 곤란하다. 또한, 연구실과 같은 특수한 목적의 x선 검사기의 경우에는 고정밀도를 확보하기 위해 5°이상의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼에 대해서 미세한 각도로 재조정하는 작업을 수행하게 된다. 다만, 이러한 특수한 목적에 사용되어지는 측정장치 및 측정방법은 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼에 대해 그 측정이 가능하지만, 측정시간이 길어 산업현장에서 유용하게 활용하기에는 부적합 하다. 따라서 5°이상의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼에 대해서 현저히 측정시간을 단축시키면서 측정할 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, x선 검사기를 이용하여, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물에 대하여도 결정방향을 측정할 수 있으면서도, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물의 결정방향 측정시간을 연구실과 같은 특수한 목적의 결정방향 측정장치에 비하여 현저히 단축시킬 수 있어 산업현장에서 유용하게 활용할 수 있는 피측정물의 결정방향 측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 피측정물이 틸팅가능하도록 상기 피측정물을 지지하는 틸팅홀더(tilting holder); 및 소정의 각도로 상기 틸팅홀더(tilting holder)에 지지된 상기 피측정물에 x선을 조사하고 상기 피측정물에서 회절되는 x선을 감지하여 상기 피측정물의 결정방향을 측정하는 x선 검사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 틸팅홀더는 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도마다 틸트된 상호 다른 경사면을 갖는 복수의 틸팅홀더지그인 것으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 틸팅홀더는 사파이어 웨이퍼를 지지하는 사파이어 웨이퍼 지지 체; 및 상기 사파이어 웨이퍼 지지체와 결합하여 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅시키는 틸트회동부인 것으로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 틸트회동부는 상기 사파이어 웨이퍼 지지체에 결합되는 제1 기어; 및 상기 제1 기어에 기어 결합되는 제2 기어를 포함하도록 구성할 수도 있다.
또한, 회전축이 상기 제2 기어의 중심축과 연결되어 상기 일축에 대해 회전하는 서보모터를 더 포함하도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 제2 기어에 결합되며, 외력에 의해 일축에 대해 회전할 때 상기 제2 기어를 회전시키는 손잡이를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
여기서, 틸팅홀더는 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 등간격으로 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅가능하도록 상기 사파이어 웨이퍼를 지지하도록 구성 할 수 있다.
그리고, 상기 틸팅홀더는 5°마다 등간격으로 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅가능 하도록 상기 사파이어 웨이퍼를 지지하는 것으로 이루어 질 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 사파이어 웨이퍼를 틸팅가능하도록 상기 사파이어 웨이퍼를 지지하는 틸팅홀더에 상기 사파이어 웨이퍼를 지지시키는 제1단계; x선 검사기로 상기 사파이어 웨이퍼에 x선을 조사하는 제2단계; 상기 사파이어 웨이퍼에서 회절된 x선이 상기 x선 검사기에서 검출되는지 여부를 확인하는 제3단계; 상기 x선 검사기에서 회절량이 검출되지 않으면 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도로 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅시키는 제4단계; 상기 x선 검사기로 상기 틸트된 사파이어 웨이퍼에 x선을 조사하는 제5단계; 상기 x선 검사기에 소정의 x선 회절량이 검출되면 회절각을 측정하여 상기 사파이어 웨이퍼의 결정방향을 측정하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 틸팅홀더는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 틸트된 경사면을 갖는 복수의 틸팅홀더지그이며, 상기 제4단계는, 어느 하나의 틸팅홀더지그를 상기 복수의 틸팅홀더지그 중에서 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 보다 큰 경사면을 갖는 다른 하나의 틸팅홀더지그로 교체하는 단계인 것으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 틸팅홀더는 상기 사파이어 웨이퍼 지지체와 결합되어 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 사파이어 웨이퍼를 틸팅시키는 틸트회동부를 포함하며, 상기 제4단계는, 상기 틸팅회동부가 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅시키는 단계인 것으로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 제4단계는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 등간격으로 상기 사파이어 웨이퍼가 틸팅되는 것으로 구성할 수 있다.
또한, 상기 제4단계는, 5°의 등간격으로 상기 사파이어 웨이퍼를 틸팅시키는 것으로 구성 할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물에 대하여도 결정방향을 측정할 수 있으면서도, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물의 결정방향 측정시간을 연구실과 같은 특수한 목적의 결정방향 측정장치에 비하여 현저히 단축시킬 수 있어 산업현장에서 유용하게 활용할 수 있도록, 본 발명에서는, 우선 x선 검사기로 사파이어 웨이퍼에 x선을 조사하고 사파이어 웨이퍼에서 회절된 x선이 x선 검사기에서 검출되지 않으면 사파이어 웨이퍼의 표면이 x선 발생기에서 조사된 x선과의 이루는 각도를 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 변화시켜 가면서 측정한다. 이에 대해서 각 실시 예를 통하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도이다. 도 4는 도 3의 틸팅홀더지그와 틸팅홀더지그 몸체가 물림부로 결합되는 상태를 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 도 3의 틸팅홀더지그가 복수의 경사각을 갖는 상태를 도시한 단면도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격, 본 실시 예에서 5°마다 사파이어 웨이퍼(1)가 틸팅(tilting)가능하도록 피측정물을 지지하는 틸팅홀더(20)와, 틸팅홀더에 지지된 사파이어 웨이퍼(1)에 x선을 조사하고 사파이어 웨이퍼(1)에서 회절되는 x선을 감지하여 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향을 측정하는 x 선 검사기(10)를 구비한다. 틸팅홀더(20)는 x 선 검사기(10)와 사파이어 웨이퍼(1) 표면의 수직인 직선이 이루는 각을 변화시킬 수 있다.
본 실시 예에서 틸팅홀더(20)는, 소정의 경사면을 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)와 틸팅홀더지그(30)가 안착되는 틸팅홀더지그 몸체(31)를 갖는다. 즉 본 실시 예에서는 하나의 틸팅홀더지그(30)에서 준비된 다른 하나의 틸팅홀더지그(30)로의 교체를 통해, 사파이어 웨이퍼(1)의 표면이 x선 발생기(11)에서 조사된 x선과의 이루는 각을 변화시킨다.
사파이어 웨이퍼(1)는 틸팅홀더지그(30)의 경사면에 결합되어 지지된다. 틸팅홀더지그(30)의 경사면에 배치된 사파이어 웨이퍼(1)의 결정표면에 소정의 입사각을 갖도록 x선 발생기(11)에서 x선을 조사하여 사파이어 웨이퍼(1)에서 반사된 x선을 x선 검출기(12)에 검출 한 후, 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향을 측정한다.
틸팅홀더지그(30)는 틸팅홀더지그 몸체(31)에 탈착이 용이하도록 틸팅홀더지그 몸체(31)의 내측 반경과 틸팅홀더지그(30)의 외측 반경이 동일한 크기를 갖는다. 또한, 틸팅홀더지그(30)가 틸팅홀더지그 몸체(31)의 중심축에 대해 회전하지 못하도록 물림부를 갖는다. 물림부는 키부재(35)와 홈(36)으로 구성된다. 키부재(35)는 홈(36)에 물림 결합된다. 키부재(35)는 틸팅홀더지그(30)의 외측면에 원통표면의 회전축방향으로 소정의 길이로 적어도 하나 이상 배치된다. 홈(36)은 키부재(35)의 수량만큼 키부재(35)의 위치 및 길이에 대응하여 틸팅홀더지그 몸체(31)의 내측면에 마련된다. 키부재(35)가 틸팅홀더지그 몸체(31)의 홈(36)을 따라 미끄러지면서, 틸팅홀더지그(30)는 틸팅홀더지그 몸체(31)에 안착된다. 다만 본 실시 예에서는 틸팅홀더지그(30)와 틸팅홀더지그 몸체(31)가 일축에 대해 그 단면이 일정한 반경을 갖는 원형으로 개시되어 있지만, 일축에 대해 단면이 삼각형인 경우, 사각형인 경우, 타원인 경우 등 다양한 형상을 갖을 수 있음은 물론이다. 이와 같은 구성에 의하여, 틸팅홀더지그(30)가 틸팅홀더지그 몸체(31)에 손쉽게 탈착되도록 함으로써 다른 틸팅홀더지그(30)로의 교체가 용이하게 된다.
한편, 틸팅홀더지그(30)의 경사면은 사파이어 웨이퍼(1)를 지지해야 하므로 사파이어 웨이퍼(1)의 표면적 이상의 표면적으로 마련됨이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 사파이어 웨이퍼(1)가 결합되는 틸팅홀더지그(30)의 경사면은 일축에 대하여 5°, 10°, 15°, 20°등으로 5°마다 특정각도 간격마다 틸트된 복수의 경사면을 갖는다. 그러나 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 틸트된 다양한 복수의 경사면을 갖는 틸팅홀더지그(30)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 1°, 4°, 10°,15°, 18°등의 경사면의 틸트 각도의 각도 차이가 3° 내지 10° 중에서 특정각도로 선택될 수 있다.
3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격으로 사파이어 웨어퍼(1)를 틸팅하는 이유는 종래의 일반적인 x선 검사기(10)로 결정방향을 측정할 수 있는 오프(off) 결정방향 범위를 고려한 것이다. 따라서, 틸팅홀더지그(30)의 경사면은 일축에 대해 3의 배수의 각도로 경사각을 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)로 구성될 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 복수의 틸팅홀더지그(30)는 각각 3°, 6°, 9°, 12°, 15° 등의 일축 경사각을 갖는다. 이와 유사하게, 4의 배수, 5의 배수, 6의 배수, 7의 배수, 8의 배수, 9의 배수, 10의 배수의 각도 중 어느 하나의 배수 각도를 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)로 구성될 수 있다. 4°의 오프(off) 결정방향(5)을 갖는 사파이어 웨어퍼(1)의 결정방향을 측정할 수 있는 x선 검사기(10)의 경우에 는, 3° 또는 4° 간격을 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)가 마련되어짐이 신속하게 결정방향을 측정할 수 있으므로 바람직하다. 이와 유사하게, 10°의 오프(off) 결정방향(5)을 갖는 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향을 측정할 수 있는 x선 검사기(10)의 경우에는, 9° 또는 10°의 간격을 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)가 마련되어짐이 바람직하다. 다만, 일반적인 x선 검사기(10)로 측정할 수 있는 오프(off) 결정방향이 5°라면 5°의 배수 각도를 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)로 구성됨이 소정의 정확성과 신속성을 얻는 데에 있어서 바람직하다. 이와 같은 틸팅방법으로 사파이어 웨이퍼(1)를 일축에 대해 소정의 각도로 틸트하게 되면, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향을 신속하면서도 정확하게 측정할 수 있다.
이러한 구성에 의하여 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향의 측정방법은 다음과 같다.
먼저, 경사면이 일축에 대해 소정의 각도를 갖는 틸텅홀더지그(30)를 틸팅홀더지그 몸체(31)에 안착시킨다. 그런 후에, 사파이어 웨이퍼(1)를 틸팅홀더지그(30)의 경사면에 배치시킨다. 반대로, 사파이어 웨이퍼(1)를 틸팅홀더지그(30)에 배치시킨 이후에 틸팅홀더지그(30)를 틸팅홀더지그 몸체(31)에 안착시킬 수도 있다. 이때 틸팅홀더지그(30)는 x선 검사기(10)에서 x선이 검출되지 않을 경우를 대비하여, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 본 실시 예에서 5°간격의 복수의 틸팅홀더지그(30)를 준비한다.
다음, x선 검사기(15)를 이용하여 x선을 사파이어 웨이퍼(1)에 조사한다. x 선은 사파이어 웨이퍼(1)의 표면과 소정의 입사각을 갖는다. x선의 조사는 x선 발생기(11)를 이용한다.
이어서, 사파이어 웨이퍼(1)에서 회절된 x선이 x선 검사기(10)에서 검출되는지 여부를 확인한다. 반사된 x선의 회출량 검출은 x선 검출기(12)를 이용한다.
그리고, x선 검사기(10)에서 회절량이 검출되지 않으면 종전의 틸팅홀더지그(30)를 이전의 경사각보다 큰 경사각을 갖는 다른 하나의 틸팅홀더지그(30)로 교체한다. 이때, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 본 실시 예에서 5° 간격으로 준비된 다른 하나의 틸팅홀더지그(30)로 교체한다.
다음으로, x선 검사기(10)로 교체된 틸팅홀더지그(30)에 지지된 사파이어 웨이퍼(1)에 x선을 조사한다. x선 검사기(10)에서 소정의 x선 회절량이 검출 될 때까지 다른 경사각을 갖는 틸팅홀더지그(30)로 교체한다.
이로써, x선 검사기(10)에 소정의 x선 회절량이 검출되면 회절각을 측정하여 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향을 결정한다.
도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도이다. 본 발명의 제1 실시 예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위해 필요한 경우 제1 실시 예와 동일 및 대응되는 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼(1)의 결정방향 측정장치는 제1 실시 예의 측정장치와 달리 틸팅홀더(20)는, 사파이어 웨이퍼(1)를 지지하는 사파이어 웨이퍼 지지체(50)와, 사파이어 웨이퍼 지지체(50)와 결합하여 사파이어 웨이퍼(1)를 틸팅시키는 틸 트회동부(40)를 갖는다. 그리고 틸트회동부(40)는 사파이어 웨이퍼 지지체(50)에 결합되는 제1 기어(45) 및 제1 기어(45)와 기어 결합되는 제2 기어(46)와, 회전축이 제2 기어(46)의 중심축과 연결되어 일축에 대해 회전하는 서보모터(47)를 갖는다. 제2 기어(46)는 제1 기어(45)의 외측표면과 기어 결합을 이루며, 제1 기어(45)의 끝단으로부터 회전축 방향으로 소정거리로 이격된 위치에 배치되어진다. 서보모터(47)는 도선(48)에 연결되어 있어서 전원에 의해 작동된다. 도시 않은 스위치는 서보모터(47)를 온/오프(on/off)시킨다.
제1 기어(45)의 일부톱니와 제2 기어(46)의 일부톱니가 동일한 회전축방향에서 맞물려 돌아가면서 제2 기어(46)의 일축 회전운동을 제1 기어(45)의 일축 회전운동으로 전환해 준다. 이러한 제1 기어(45)의 일축 회전운동으로 사파이어 웨이퍼 지지체(50)는 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격으로 회전된다.
또한, 제2 기어(46)의 회전축에 연결되는 서보모터(47)는 제어신호에 따라 정지, 정회전, 역회전 등의 회동운동을 반복하도록 구성할 수 있다. 서보모터(47)는 동력원의 종류에 따라 전기식, 공기식, 유압식 등으로 이루어 질 수 있다. 회전축이 제2 기어(46)의 중심축에 연결되어, 서보모터(47)의 구동은 제2 기어(46)의 회전을 유발한다. 결국, 제2 기어(46)의 회전운동은 제1 기어(45)의 일축회전을 유도하며, 또한 이를 통해 사파이어 웨이퍼 지지체(50)를 회전시킨다.
이와 같은 구성에 의하여, 제2 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정방법은 제1실시 예의 결정방향 측정방법 중 틸팅 방법에서 차이가 있다. 제1실시 예의 결정방향 측정방법이 특정한 각도를 갖는 복수의 틸팅홀더지그(30)를 교체 하는 방법인 반면에, 제2 실시 예에 따르면 사파이어 웨이퍼(1)를 그 지지체(50)에 배치시킨 후에 그 지지체(50)를 일축에 대해 특정각도 간격으로 회전시키면서 x선 검출기(12)에서 검출되는 x선 회절량을 측정함으로써 이루어진다. 만약 x선 검출기(12)에서 x선 회절량이 검출되지 않으면 틸트회동부(40)를 이용하여 사파이어 웨이퍼 지지체(50)를 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격으로 회전시킨다. 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격은 제1 실시 예의 경우와 동일하다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치의 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시 예에 따른 사파이어 웨이퍼의 결정방향 측정장치는 제2 실시 예의 측정장치와 달리 서보모터(47) 대신에, 회전축이 제2 기어(46)의 중심축과 연결되어 제2 기어(46)를 회전시키는 손잡이(49)를 갖는다.
손잡이(49)는 사람의 손에 의한 회전 외력을 제2 기어(46)에 전달한다. 사람이 손잡이(49)를 통해 회전 외력을 가하면 그 일축에 대한 회전외력이 제2 기어(46)에 전달되어 제1 기어(45)의 일축회전을 유도하여 사파이어 웨이퍼 지지체(50)를 회전시킨다.
전술한 실시 예에서는 피측정물이 사파이어 웨이퍼인 것에 대하여 상술하였으나, 실리콘 웨이퍼, 석영 웨이퍼, 글라스 웨이퍼 등의 다양한 웨이퍼에도 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물에 대하여도 결정방향을 측정할 수 있으면서도, 고각의 오프(off) 결정방향을 갖는 사파이어 웨이퍼 등의 피측정물의 결정방향 측정시간을 연구실과 같은 특수한 목적의 결정방향 측정장치에 비하여 현저히 단축시킬 수 있어 산업현장에서 유용하게 활용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 피측정물이 틸팅가능하도록 상기 피측정물을 지지하는 틸팅홀더(tilting holder); 및
    소정의 각도로 상기 틸팅홀더(tilting holder)에 지지된 상기 피측정물에 x선을 조사하고 상기 피측정물에서 회절되는 x선을 감지하여 상기 피측정물의 결정방향을 측정하는 x선 검사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 틸트된 상호 다른 경사면을 갖는 복수의 틸팅홀더지그인 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는,
    피측정물을 지지하는 피측정물 지지체; 및
    상기 피측정물 지지체와 결합하여 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 상기 피측정물을 틸팅시키는 틸트회동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 틸트회동부는,
    상기 피측정물 지지체에 결합되는 제1 기어;및
    상기 제1 기어에 기어 결합되는 제2 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    회전축이 상기 제2 기어의 중심축과 연결되어 상기 일축에 대해 회전하는 서보모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 기어에 결합되며, 외력에 의해 일축에 대해 회전할 때 상기 제2 기어를 회전시키는 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 등간격으로 상기 피측정물을 틸팅가능하도록 상기 피측정물을 지지하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는 5°마다 등간격으로 상기 피측정물을 틸팅가능하도록 상기 피측정물을 지지하는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피측정물은 사파이어 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정장치.
  10. 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 피측정물을 틸팅가능하도록 상기 피측정물을 지지하는 틸팅홀더에 상기 피측정물을 지지시키는 제1단계;
    x선 검사기로 상기 피측정물에 x선을 조사하는 제2단계;
    상기 피측정물에서 회절된 x선이 상기 x선 검사기에서 검출되는지 여부를 확인하는 제3단계;
    상기 x선 검사기에서 회절량이 검출되지 않으면 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도로 상기 피측정물을 틸팅시키는 제4단계;
    상기 x선 검사기로 상기 틸트된 피측정물에 x선을 조사하는 제5단계;
    상기 x선 검사기에 소정의 x선 회절량이 검출되면 회절각을 측정하여 상기 피측정물의 결정방향을 측정하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물 의 결정방향 측정방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 틸트된 경사면을 갖는 복수의 틸팅홀더지그이며,
    상기 제4단계는, 어느 하나의 틸팅홀더지그를 상기 복수의 틸팅홀더지그 중에서 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 보다 큰 경사면을 갖는 다른 하나의 틸팅홀더지그로 교체하는 단계인 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 틸팅홀더는,
    상기 피측정물 지지체와 결합되어 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 피측정물을 틸팅시키는 틸트회동부를 포함하며,
    상기 제4단계는, 상기 틸팅회동부가 상기 피측정물을 틸팅시키는 단계인 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 결정방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제4단계는, 일축에 대하여 3° 내지 10° 중에서 선택되는 특정각도 간격마다 등간격으로 상기 피측정물이 틸팅되는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정 방향 측정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제4단계는, 5°의 등간격으로 상기 피측정물이 틸팅되는 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정방법.
  15. 제 10항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피측정물은 사파이어 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 피측정물의 결정방향 측정방법.
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