JPH085008B2 - 単結晶の面方位修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、結晶研磨技術に関し、例えばラッピング
装置による半導体単結晶の面方位修正方法に利用して効
果的な技術に関する。

［従来の技術］ 半導体デバイスの製造においては、所定の方位の格子
面上に素子を形成するので、表面の結晶方位に高い精度
が必要とされている。一般的に精度の良い表面結晶方位
を得るには、切断時の精度によるところが大きいが、小
さくて不定形な結晶、例えばCdTe結晶の場合には切断時
の精度を高くすることは困難であり、切断後の面方位修
正が必要とされていた。

従来、結晶の面方位の修正は、例えば第６図に示すよ
うな治具を用いて行っていた。

すなわち、第６図の治具は、円筒状の保持リング１
と、この保持リング１の中心に配置され、上端部と下端
部に各々装着されている３個の調整ネジ群3aと3bとによ
って固定されたシリンダ２とによって構成されている。
そして、面方位の修正は、シリンダ２の下部のピストン
2aの下面に結晶４をはりつけて、この治具をＸ線方位測
定装置の載物台に固定し、結晶４の表面にＸ線を照射し
てその反射パターンを観測してそのパターンが求める面
方位のパターンと一致するように調整ネジ群3a,3bを調
整して結晶を傾けた後、結晶４を治具に取り付けたまま
ラッピング装置の研磨定盤に載せ、所望の方位の結晶面
が現われるように研磨することにより行っていた。この
とき、ピストン2aの下面の結晶４は、シリンダ２に内蔵
されたバネ2bによって適当な圧力で、定盤の研磨面に押
し付けられて研磨される。

［発明が解決しようとする問題点］ 第６図に示すような治具を用いた従来の面方位修正方
法にあっては、結晶４の傾きを６個の調整ネジ3a,3bに
より行わなくてはならないため、調整作業が微妙かつ面
倒で熟練を要するとともに、修正精度が複雑な治具の各
部分の加工精度に依存するため、修正精度を上げるには
治具自体が高価になるという問題点があった。

この発明の目的は、構造簡単かつ安価な治具を用いて
熟練を要することなく高精度かつ再現性よく結晶方位の
修正を行えるような研磨技術を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するためこの発明は、周縁部に３個の
高さ調整可能な円錐状ポインタを設けてなる剛性プレー
トを治具とし、このプレートの中心に結晶を貼り付け
て、その結晶の表面をＸ線方位測定装置で観測して格子
面の傾きを検出し、上記３個のポインタの先端を結ぶ面
が所望の格子面と平行となるように各ポインタの高さを
独立して調整した後、結晶を治具表面に貼り付けた状態
で研磨装置の研磨定盤に載せ、定盤の研磨面が全ポイン
タの先端に接するまで研磨を行うようにした。

［作用］ 上記した手段によれば、露出面を決定する３個のポイ
ンタの高さをダイヤルゲージ等を用いて精度よく調整で
きるため熟練を要することがないとともに、３個のポイ
ンタの高さを調整するだけでよいので、作業性が向上す
る。

また、治具の構造が簡素で部品点数も少なくなって高
精度の治具を安価に作成することができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明に係る面方位修正方法の一
実施例を説明する。

第１図に、本実施例に使用される治具の構成例を示
す。

この実施例の治具10は、剛性のある円盤状プレート11
の周縁部に、先端が円錐形をなす３個の基準ピンとして
のポインタ12a,12b,12cが当間隔をおいて上向きに設け
られている。このポインタ12a〜12cは、少なくとも先端
部が高硬度材質からなり、その外周には第２図に示すご
とくネジ部13が形成されており、上記円盤状プレート11
を上下に貫通するように形成された貫通孔14a,14b,14c
の内壁に形成された雌ネジに螺合されている。

また、各ポインタ12a〜12cの後端（図では下端）に
は、押えナット15a〜15cが螺着されており、ポインタ12
a〜12cを各々独立に回転して先端の高さを調整した後、
押えナット15a〜15cを締め付けることにより、ポインタ
を固定できるようになっている。

上記のごとく構成された治具10による結晶の面方位の
修正は、次のようにして行われる。

すなわち、先ずＸ線方位測定装置により、結晶４の表
面を観測し、所望の格子面との傾きを検出し、次にプレ
ート11の上面中央に結晶４をワックス等を用いて貼り付
ける。その際、結晶４の一辺bcと、ポインタ12b,12cを
結ぶ直線とが平行になるように貼り付けることが望まし
い。

次に、検出した傾き角に応じて３個のポインタ12a〜1
2cの高さをそれぞれ調整する。具体的には、第１図にお
いて、結晶４に符号abcdで示されている面が実際に出て
いる面であり、符号ijklが表面に出したい格子面である
とすると、abとijのなす角度αおよびbcとjkのなす角度
βを、例えばＸ線ディフラクトメータを用いて各々測定
する。そして、得たい結晶の厚みに応じて例えばポイン
タ12aの高さHaを決定し、その高さに固定した後、次式 より、ポインタ12bと12cの高さHb,Hcを求める。

なお、上式においてＬは各ポインタ12a,12b,12c間の
距離である。

上式より求めた高さHb,Hcになるようにポインタ12b,1
2cを回して高さ調整してから、押えナット15b,15cを締
め付ける。上記の場合、各ポインタ12a〜12cの高さ調整
は、例えば第３図に示すように３本の脚21a〜21cにより
支持された支持プレート22の中央に装着されたダイヤル
ゲージ23を用いて、脚21a〜21cを治具のプレート11上に
載せて平行を保ち、ダイヤルゲージ23の測定子23aを各
ポインタ12a〜12cの先端に次々に接触させて表示部23b
の目盛を見ながら高さを調整すればよい。

このようにすれば、ポインタ12a〜12cの高さ設定精度
はダイヤルゲージの精度に左右されるが、１μｍの精度
で設定が可能となる。この誤差が面方位に及ぼす影響
は、α，βが充分に小さいとき計算上はＬ＝70mmにおい
て７秒以下となり、実用上の要求を満たすことができ
る。

上記のようにして各ポインタ12a〜12cの高さ調整が終
了したならば、例えば第４図に示すようなラッピング装
置の定盤31上の修正リング32内に、治具10を逆さにして
プレート11上の結晶４が定盤31に接触するように載置
し、研磨面に砥粒を供給しながら定盤31を回転させて、
プレート11上の各ポインタ12a〜12cがすべて定盤に当接
するまで研磨を行う。

上記手順に従ってCdTe単結晶12枚について面方位の修
正研磨を行った結果を以下に示す。

なお、実験には、プレート11の直径が110mmでポイン
タ12a,12b,12cの間隔が70mmの治具を使用し、パイレッ
クスガラス製の定盤上でアルミナ砥粒を用いてラッピン
グを行った。研磨面は（111）面とし、補正前後の結晶
表面の面方位のずれをＸ線方位測定装置で測定した。第
５図に測定結果を示す。同図より、研磨前に0.2〜0.5゜
程度あったずれがすべて0.05゜以内に修正できたことが
分かる。これは、現在化合物半導体単結晶に求められて
いる面方位精度を充分に満足するものである。

なお、上記実施例の治具ではポインタ12a〜12cの外周
にネジ部13を形成して高さを調整できるようにしている
が、高さ調整手段はネジに限定されるものでなく、例え
ば所定の高さを有するポインタと交換する方式等であっ
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、少なくとも３個の高
さ調整可能なポインタを有する治具に結晶を取り付け、
その結晶の表面の方位を検出し、上記３個のポインタの
先端を結ぶ面が所望の格子面と平行となるように各ポイ
ンタの高さを独立して調整した後、研磨面が上記全ポイ
ンタの先端に接触するまで研磨を行うようにしたので、
露出面を決定する３個のポインタの高さをダイヤルゲー
ジ等を用いて精度よく調整できるため熟練を要すること
がないとともに、３個のポインタの高さを調整するだけ
でよいので、作業性が向上する。また治具の構造が簡素
で部品点数も少なくなって高精度の治具を安価に作成す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る結晶の面方位修正方法の実施に
使用される治具の構成例を示す斜視図、 第２図は、第１図におけるII−II線に沿った断面図、 第３図は、上記治具のポインタの高さ調整に使用される
ゲージの構成例を示す斜視図、 第４図は、ラッピング装置の一例を示す斜視図、 第５図は、本発明方法を適用して修正を行った結晶の修
正前後の面方位のずれを示す説明図、 第６図は、従来の面方位修正に使用される治具の構成例
を示す斜視図である。 10……治具、11……プレート、12a〜12c……ポインタ、
４……結晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも３個の高さ調整可能な基準ピン
   を有する治具に結晶を取り付け、その結晶の表面の方位
   を検出し、上記３個の基準ピンの先端を結ぶ面が所望の
   格子面と平行となるように各基準ピンの高さを各々独立
   して調整した後、研磨面が上記全基準ピンの先端に接触
   するまで研磨を行うようにしたことを特徴とする単結晶
   の面方位修正方法。