JPH09283601A

JPH09283601A - 半導体ウエハの方向決定方法および装置

Info

Publication number: JPH09283601A
Application number: JP3065197A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Arai; 智也新井
Original assignee: Rigaku Industrial Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】単結晶である半導体ウエハに、単結晶構造に
損傷を与えるような機械的な加工による印をつけずに、
その方向を決定する方法およびそれに用いる装置を提供
する。【解決手段】半導体ウエハ１Ｂを、搬送路中で、表面
１１に垂直な軸Ｂ回りに回転させ、表面１１に１次Ｘ線
５Ａを照射して発生する回折Ｘ線７Ａを検出し、その検
出結果から半導体ウエハ１Ｂにおける所定の結晶格子面
を特定し、その特定された結晶格子面が搬送方向Ａに対
して所定の位置関係になるよう半導体ウエハ１Ｂの回転
を制御して、半導体ウエハ１Ｂの方向を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶である半導
体ウエハに、単結晶構造に損傷を与えるような機械的な
加工による印をつけずに、その方向を決定する方法およ
びそれに用いる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン、ガリウム砒素等の単結晶から
なる半導体ウエハにおいては、その表面に回路を作製し
ていく各過程で、ウエハの方向を統一しておく必要があ
る。そのため、従来より、図８に示すように、半導体ウ
エハの母材である略円柱状のインゴット３０の段階で、
円柱の高さ方向をｚ軸、それに垂直な面３１上で直交す
る２軸をｘ軸およびｙ軸とした場合に、ｚ軸に垂直な面
に例えば単結晶の格子面（００１）面３１が一致するよ
うに作製し、円柱の側面において（１００）面３２を切
り出している。こうしておけば、図９の平面図に示すよ
うに、このインゴット３０をｚ軸に垂直な方向に多数輪
切りにして略円板状のウエハ３３を作製した場合に、切
り出された（１００）面３２が印となって、半導体ウエ
ハ３３の方向が分かる。この切り出された面３２は、オ
リエンテーションフラット３２と呼ばれるが、これの代
わりに、ノッチと呼ばれるＶ字型の切り込みを入れる場
合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オリエンテー
ションフラット３２やノッチを印として付けるために、
インゴット３０に機械的な加工を施すと、まず、加工で
除去された分だけウエハ３３において表面の面積が減少
し、その上、加工部近傍すなわちオリエンテーションフ
ラット３２やノッチ近傍の単結晶構造が損傷を受けて回
路基板として利用できなくなるため、表面において回路
基板として利用できる面積が減少する。したがって、イ
ンゴット３０から半導体ウエハ３３への利用効率が不十
分で、結果的に、半導体ウエハ３３上に形成されるチッ
プ１個当たりのコストも十分に低減できないこととな
る。チップ１個当たりのコスト低減のために、より直径
の大きいインゴット３０、半導体ウエハ３３を作製しよ
うとしている現状にあっては、この問題はとりわけ重要
である。

【０００４】本発明は前記従来の問題に鑑みてなされた
もので、単結晶である半導体ウエハに、単結晶構造に損
傷を与えるような機械的な加工による印をつけずに、そ
の方向を決定する方法およびそれに用いる装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の方法では、まず、円板状の半導体ウエハ
を搬送路中で、表面に垂直な軸回りに回転させる。次
に、回転している半導体ウエハの表面に１次Ｘ線を照射
して、発生する回折Ｘ線を検出する。そして、その検出
結果から半導体ウエハにおける所定の結晶格子面を特定
し、その特定された結晶格子面が搬送方向に対して所定
の位置関係になるよう半導体ウエハの回転を制御して、
半導体ウエハの方向を決定する。

【０００６】請求項２の方法では、まず、円板状の半導
体ウエハを搬送路中で、表面に垂直な軸回りに回転させ
る。次に、回転している半導体ウエハの側面に１次Ｘ線
を照射して、発生する回折Ｘ線を検出する。そして、そ
の検出結果から半導体ウエハにおける所定の結晶格子面
を特定し、その特定された結晶格子面が搬送方向に対し
て所定の位置関係になるよう半導体ウエハの回転を制御
して、半導体ウエハの方向を決定する。

【０００７】請求項３の半導体ウエハの方向決定装置
は、まず、円板状の半導体ウエハを搬送する搬送手段
と、搬送路中で半導体ウエハをその表面に垂直な軸回り
に回転させる回転手段とを備えている。また、回転して
いる半導体ウエハの表面に１次Ｘ線を照射するＸ線源
と、半導体ウエハから発生する回折Ｘ線を検出する検出
器とを備えている。さらに、その検出結果から半導体ウ
エハにおける所定の結晶格子面を特定し、その特定され
た結晶格子面が搬送方向に対して所定の位置関係になる
よう回転手段を制御する制御手段とを備えている。

【０００８】請求項４の半導体ウエハの方向決定装置
は、まず、円板状の半導体ウエハを搬送する搬送手段
と、搬送路中で半導体ウエハをその表面に垂直な軸回り
に回転させる回転手段とを備えている。また、回転して
いる半導体ウエハの側面に１次Ｘ線を照射するＸ線源
と、半導体ウエハから発生する回折Ｘ線を検出する検出
器とを備えている。さらに、その検出結果から半導体ウ
エハにおける所定の結晶格子面を特定し、その特定され
た結晶格子面が搬送方向に対して所定の位置関係になる
よう回転手段を制御する制御手段とを備えている。

【０００９】

【作用および効果】請求項１または３の発明によれば、
単結晶である半導体ウエハの方向について、その結晶方
位からＸ線光学的に判別して方向決めするので、機械的
加工による印を付けるために半導体ウエハの表面積が減
少することがなく、回路基板として利用できる面積が減
少することもない。したがって、半導体ウエハ上に形成
されるチップ１個当たりのコストも十分に低減できる。

【００１０】請求項２または４の発明によれば、前記請
求項１または３の発明による作用効果に加えて、半導体
ウエハの側面に１次Ｘ線を照射するので、半導体ウエハ
の上方にＸ線源や検出器を設置するスペースがない場合
にも適用できるという効果がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態の方
法を図面にしたがって説明する。まず、この方法に用い
る装置について説明する。図１の側面図に示すように、
この装置は、円板状の半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
（図２の平面図参照）を搬送するベルトコンベアのよう
な２つの搬送手段２Ａ，２Ｂと、２つの搬送手段２Ａ，
２Ｂの間に設けられた回転手段３とを備えている。ここ
で、２つの搬送手段２Ａ，２Ｂの間隙は、半導体ウエハ
１Ａ，１Ｂ，１Ｃの直径よりも小さく設定されている。
また、回転手段３は、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが
載せられる円板状のテーブル３ａ（図２参照）と、テー
ブル３ａの中心から鉛直下方すなわち半導体ウエハ１
Ａ，１Ｂ，１Ｃの表面１１に垂直な方向に延びた回転軸
３ｂと、それを軸心Ｂ回りに回転させるモータ３ｃとを
有している。テーブル３ａの直径は、２つの搬送手段２
Ａ，２Ｂの間隙よりもわずかに小さく設定されている。

【００１２】回転手段３の下方には、回転手段３を鉛直
方向に上下移動させる昇降手段４が備えられている。回
転手段３の上方には、回転手段３により回転させられて
いる半導体ウエハ１Ｂの表面１１に針状の１次Ｘ線５Ａ
を照射するＸ線源６Ａと、半導体ウエハ１Ｂから発生す
る回折Ｘ線７Ａを検出する検出器８とが備えられてい
る。ここで、Ｘ線源６Ａは、例えば、放射状にＸ線を発
生する点光源たるＸ線管１６と、ピンホール状の孔１５
ａを有するスリット１５とからなる。さらに、この装置
は、図１の検出器８の検出結果に基づいて回転手段３を
制御するコンピュータである制御手段９を備えている。
制御手段９は、昇降手段４および搬送手段２Ａ，２Ｂを
も制御する。なお、図２においては、制御手段９の図示
を省略している。また、Ｘ線源６および検出器８は、図
示しない支持機構を介し天井に固定され、搬送手段２
Ａ，２Ｂおよび昇降手段４は、図示しない支持機構を介
し床に固定されている。

【００１３】この装置を用いて、第１実施形態の方法で
は、まず、図１の搬送手段２Ａ，２Ｂにより、半導体ウ
エハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを搬送方向Ａに搬送する。このと
き、２つの搬送手段２Ａ，２Ｂは、制御手段９により、
同調させて同一搬送速度で動作させる。また、制御手段
９により昇降手段４を制御して、回転手段３のテーブル
３ａの上面が搬送手段２Ａ，２Ｂの上面と面一かわずか
に下になるような下降位置（図中実線で示す）に、回転
手段３を待機させる。ここで、２つの搬送手段２Ａ，２
Ｂの間隙は、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの直径より
も小さいので、最初図１中の１Ａの位置にあった半導体
ウエハ１Ｂは、その間隙から下に落ちることなく、搬送
方向Ａ前方部はテーブル３ａ上ですべり、後方部は搬送
手段２Ａにより押し進められ、次いで前方部は搬送手段
２Ｂにより引き寄せられ、図１の実線で示す位置、すな
わちテーブル３ａの直上まで搬送される（図２参照）。

【００１４】半導体ウエハ１Ｂが、テーブル３ａの直上
まで搬送されたことを、図示しない視覚センサ等により
検知し、制御手段９により、２つの搬送手段２Ａ，２Ｂ
を同時に停止させる。次いで、制御手段９により昇降手
段４を制御して、図１中２点鎖線で示すように、半導体
ウエハ１Ｂを搬送手段２Ａ，２Ｂから持ち上げるような
上昇位置にまで、回転手段３を上昇させ、さらに回転手
段３を制御して、テーブル３ａに載った半導体ウエハ１
Ｂをその表面１１に垂直な軸回りに回転させる。それと
同時に、半導体ウエハ１Ｂの表面１１にＸ線源６Ａか
ら、例えばＣｕ−Ｋα線である針状の１次Ｘ線５Ａを照
射し、発生する回折Ｘ線７Ａを検出器８により検出す
る。

【００１５】今、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃがシリ
コン単結晶からなり、その表面１１が（００１）面であ
るとする。ここで、図３に示すように、例えばシリコン
単結晶中の（１１５）面１２Ａを、半導体ウエハ１Ｂの
方向決定の基準に用いる場合には、表面１１についての
１次Ｘ線５の入射角θ3 を、１次Ｘ線５の波長およびシ
リコン単結晶中の｛１１５｝面１２の面間隔ｄからブラ
ッグの条件より求められる｛１１５｝面１２についての
１次Ｘ線５Ａの入射角θ1 および回折Ｘ線７Ａの反射角
θ1 と、半導体ウエハ１Ｂの表面（００１）面１１と
｛１１５｝面１２とのなす角θ2 との差θ3 、この場合
は３１．７４度に設定する。また、表面１１についての
回折Ｘ線７Ａの検出角θ4 は、前記両角度θ1 ，θ2 の
和θ4 、この場合は６３．３３度に設定する。

【００１６】このように設定すれば、｛１１５｝面１２
による回折Ｘ線７Ａを、図４のように検出できる。ここ
で、｛１１５｝面１２は、（１１５）面１２Ａおよびこ
れと等価な面を意味し、全部で４面あるので、図４に示
す半導体ウエハ１Ｂの１回転中の検出結果にも、同強度
Ｉのピークが４つの等間隔の回転角ω1 ，ω2 ，ω3，
ω4 で現れるが、例えば最初に現れた回転角ω1 におけ
るピークを（１１５）面１２Ａによるものとして特定す
ればよい。この半導体ウエハ１Ｂにおける所定の結晶格
子面（１１５）面１２Ａの特定は、検出器８から図４の
検出結果を信号として受け取る制御手段９（図１）によ
り行う。

【００１７】なお、所定の結晶格子面１２Ａは、｛１１
５｝面１２に限ることはなく、図３のように、ブラッグ
の条件より求められるその面１２Ａについての１次Ｘ線
５Ａの入射角θ1 および回折Ｘ線７Ａの反射角θ1 が、
半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの表面（００１）面１１
とその面１２Ａとのなす角θ2 よりも大きくなるような
面であればよい。

【００１８】また、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの表
面１１が｛００１｝面でない場合、半導体ウエハ１Ａ，
１Ｂ，１Ｃがシリコン以外の単結晶からなる場合、１次
Ｘ線５ＡがＣｕ−Ｋα線でない場合にも、表面１１につ
いての１次Ｘ線５Ａの入射角θ3 および回折Ｘ線７Ａの
検出角θ4 を上述したのと同様に適切に設定すれば、半
導体ウエハ１Ｂ中の特定の結晶格子面を所定の結晶格子
面１２Ａとして、その面１２Ａによる回折Ｘ線７Ａを検
出できる。軸心Ｂからみて半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ中の結晶格子が非対称となる場合には、検出結果に特
定のピーク強度Ｉが１回しか現れないように設定するこ
とが可能であり、等価な複数の面１２から所定のひとつ
の結晶格子面１２Ａを特定する必要がなくなる。

【００１９】次に、前記特定された所定の結晶格子面例
えば（１１５）面１２Ａが、搬送方向Ａに対して所定の
位置関係になるように、例えば図３のように（１１５）
面１２Ａからの回折Ｘ線７Ａが検出器８に入るような位
置関係になるように、半導体ウエハ１Ｂの回転角、すな
わち回転手段３の回転角をω1 に、制御手段９により制
御して、半導体ウエハ１Ｂの方向を決定する。

【００２０】この決定後、図１に示すように、制御手段
９により昇降手段４を制御して、半導体ウエハ１Ｂが搬
送手段２Ａ，２Ｂに載るような前記下降位置に、回転手
段３を下降させ、さらに、搬送手段２Ａ，２Ｂを制御し
て、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを搬送方向Ａに搬送
する。以降同様に、半導体ウエハ１Ａおよびそれに続く
半導体ウエハを順に方向決定して、搬送方向Ａに搬送す
る。以上のように、第１実施形態の方法によれば、単結
晶である半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの方向につい
て、その結晶方位からＸ線光学的に判別して方向決めす
るので、機械的加工による印を付けるために半導体ウエ
ハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの表面１１の面積が減少することが
なく、回路基板として利用できる面積が減少することも
ない。したがって、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ上に
形成されるチップ１個当たりのコストも十分に低減でき
る。

【００２１】次に、本発明の第２実施形態の方法につい
て説明する。第２実施形態の方法では、図５の要部の側
面図に示すように、半導体ウエハ１Ｂの表面１１にＸ線
源６Ｂから、紙面上で扇状に拡がる１次Ｘ線５Ｂを照射
し、発生する回折Ｘ線７Ｂを検出器８により検出する点
で、第１実施形態の方法と異なり、その他の点は同様で
ある。すなわち、用いる装置において、Ｘ線源６Ｂが、
例えば、放射状にＸ線を発生する点光源たるＸ線管１６
と、紙面に沿う線状の孔１７ａを有するスリット１７と
からなる点で、第１実施形態の方法に用いる装置と異な
り、その他の点は同様である。

【００２２】なお、Ｘ線源６Ｂとして、図５の紙面に垂
直な細長い線光源たるＸ線管と、それに沿うすなわち紙
面に垂直な細長い矩形の孔を有するスリットと、いわゆ
るソーラスリットとからなるものを用いることもでき
る。すなわち、この場合には、１次Ｘ線５Ｂの紙面に垂
直な方向への拡がりを制限するために、スリットよりも
１次Ｘ線５Ｂの進行方向側に、紙面に平行な多数の箔
（平板）を一定間隔で並べたソーラスリットを配置し、
その箔の間に１次Ｘ線５Ｂを通過させる。また、この場
合に得られる１次Ｘ線５Ｂは、紙面およびそれに平行な
面上で扇状に拡がるものである。

【００２３】半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、表面１
１が（００１）面となるように作製される場合が多い
が、意図的に（００１）面から５度程度ずらして作製さ
れる場合もあり、また、（００１）面となるように作製
した場合でも正確でなかったり半導体ウエハ１Ａ，１
Ｂ，１Ｃにそり等がある場合もある。このような場合に
は、前記第１実施形態の方法のように、針状の１次Ｘ線
５Ａを照射する装置を用いたのでは、表面１１が正確に
（００１）面である場合に検出されるべき所定の結晶格
子面（例えば｛１１５｝面）１２がブラッグの条件を満
たさず、回折Ｘ線７Ａが発生しないおそれがある。

【００２４】これに対し、第２実施形態の方法において
は、扇状の例えば頂角２０度程度の拡がりをもつ１次Ｘ
線５Ｂを照射する装置を用いるので、結晶格子面への１
次Ｘ線５Ｂの入射角θ1 の値にも拡がりがあり、いずれ
かの１次Ｘ線５Ｂが、所定の結晶格子面｛１１５｝面１
２とブラッグの条件を満たして、回折Ｘ線７Ｂを発生さ
せ、検出器８に入射させ得る。したがって、第２実施形
態の方法によれば、用いる装置においてＸ線源６Ｂの位
置設定等を変更することなく、表面１１の方位に関しよ
り広い範囲の半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対応でき
る。また、Ｘ線源６Ｂの位置設定を、さほど厳密に行わ
なくてもよい。

【００２５】また、第２実施形態の方法においては、１
次Ｘ線５Ｂが拡がりをもつので、結晶格子面への１次Ｘ
線５Ｂの入射角θ1 の値にも拡がりがあり、｛１１５｝
面以外の種類の面も、ブラッグの条件を満たして回折Ｘ
線７Ｂを発生させ、その回折Ｘ線７Ｂは検出器８に入射
し、検出され得る。

【００２６】しかし、｛１１５｝面を含めた複数種類の
結晶格子面が検出されるとしても、前述した半導体ウエ
ハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの１回転中に現れる各結晶格子面に
おける等価な面の数、すなわち各結晶格子面における軸
心Ｂからみた対称性等から、検出された面の種類を具体
的に知ることができる。したがって、第２実施形態の方
法においては、所定の結晶格子面を、｛１１５｝面以外
からも選ぶことができ、複数設定することができる。こ
の場合、制御手段９により、検出器８の検出結果から、
例えば、強度Ｉの最も大きい種類の結晶格子面のうち、
最初に現れたものを所定の結晶格子面と特定すればよ
く、また、その特定した所定の結晶格子面が現れた回転
角を基準に、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが、搬送方
向Ａに対して所定の位置関係になるように、回転手段３
の回転角を制御すればよい。

【００２７】次に、本発明の第３実施形態の方法につい
て説明する。第３実施形態の方法では、図６の平面図に
示すように、回転手段３により回転させられている半導
体ウエハ１Ｂの側面１３（図１にも図示あり）にＸ線源
６Ａから針状の１次Ｘ線５Ａを照射し、発生する回折Ｘ
線７Ａを検出する点で、第１実施形態の方法と異なり、
その他の点は同様である。なお、図６においても、制御
手段９の図示を省略している。また、この方法に用いる
装置では、Ｘ線源６Ａおよび検出器８は、回転中の、す
なわち前記上昇位置の半導体ウエハ１Ｂと同じ高さにお
いて、図示しない支持機構を介し床に固定されている。

【００２８】第２実施形態の方法において、半導体ウエ
ハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃがシリコン単結晶からなり、その表
面１１が（００１）面であるとすると、これに垂直な結
晶格子面が、｛２２０｝面、｛４００｝面、｛４４０｝
面、｛６２０｝面のように多数存在し、これらの面は、
半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを回転させる回転手段３
の回転軸心Ｂに平行であるので、いずれも、回転によっ
て、搬送方向Ａに平行となり得る。そこで、今、（４４
０）面を、半導体ウエハ１Ｂの方向決定の基準に用いる
所定の結晶格子面１４Ａとする場合には、側面１３につ
いての１次Ｘ線５の入射角および回折Ｘ線７の検出角
を、１次Ｘ線５例えばＣｕ−Ｋα線の波長と、シリコン
単結晶中の｛４４０｝面１４の面間隔とから、ブラッグ
の条件より求められる｛４４０｝面１４についての１次
Ｘ線５Ａの入射角θ1 および回折Ｘ線７Ａの反射角θ1
と同一に、この場合は５３．４３度に設定する。

【００２９】このように設定すれば、｛４４０｝面１４
による回折Ｘ線７Ａを、第１実施形態の方法で示した図
４と同様に検出できる。以降の手順は、第１実施形態の
方法と同じである。第２実施形態の方法によれば、第１
実施形態の方法による作用効果に加えて、半導体ウエハ
１Ｂの側面１３に針状の１次Ｘ線５Ａを照射するので、
半導体ウエハ１Ｂの上方にＸ線源６Ａや検出器８を設置
するスペースがない場合にも適用できるという効果があ
る。また、方向決定すべき半導体ウエハ１Ｂの上方にス
ペースがある場合には、半導体ウエハ１Ｂの上方に吸着
手段、回転手段、昇降手段を設け、半導体ウエハ１Ｂを
吸着手段て吸着し、昇降手段により上昇位置に上昇させ
てから、回転手段により回転させることもできる。この
場合には、搬送手段を連続した単一のものとでき、用い
る装置の構造が簡単になる。

【００３０】次に、本発明の第４実施形態の方法につい
て説明する。第４実施形態の方法では、図７の要部の斜
視図に示すように、半導体ウエハ１Ｂの側面１３にＸ線
源６Ｃから、半導体ウエハ１Ｂの回転軸Ｂに平行な面上
で拡がる１次Ｘ線５Ｃを照射し、発生する回折Ｘ線７Ｃ
を検出器８により検出する点で、第３実施形態の方法と
異なり、その他の点は同様である。すなわち、用いる装
置において、Ｘ線源６Ｃが、例えば、半導体ウエハ１Ｂ
の回転軸Ｂに平行な細長い線光源たるＸ線管２６と、そ
れに沿う線状の孔１７ａを有するスリット１７とからな
る点で、第３実施形態の方法に用いる装置と異なり、そ
の他の点は同様である。この場合には、１次Ｘ線５Ｃに
おける半導体ウエハ１Ｂの回転軸Ｂに平行な面上での拡
がりを積極的に利用するので、それを制限するようなソ
ーラスリット等は用いない。なお、図７においては、図
示と理解の容易のため、半導体ウエハ１Ｂにおいて結晶
格子面１４よりも手前側の部分を除去して、結晶格子面
１４をいわば破断面として表す。

【００３１】ここで、線光源たるＸ線管２６は、いわ
ば、放射状にＸ線を発生する点光源を縦に連続して並べ
たものであるから、Ｘ線源６Ｃから半導体ウエハ１Ｂに
向けて発生される１次Ｘ線５Ｃは、第２実施形態の方法
で用いたような１点から扇状に拡がるもの５Ｂ（図５）
ではなく、半導体ウエハ１Ｂの回転軸Ｂに平行な面上で
種々の方向をもつ１次Ｘ線の集まり５Ｃである。このう
ちの多くは、半導体ウエハ１Ｂの上下を通過するか、表
面１１または裏面で反射、吸収されるが、図７中に２点
鎖線で示した範囲内のものは、半導体ウエハ１Ｂの側面
１３に照射される。

【００３２】ところで、前記第３実施形態の方法におい
ても、第１実施形態の方法と同様の問題が生じる。すな
わち、半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、表面１１が
（００１）面となるように作製される場合が多いが、意
図的に（００１）面から５度程度ずらして作製される場
合もあり、また、（００１）面となるように作製した場
合でも正確でなかったり半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
にそり等がある場合もある。このような場合には、前記
第３実施形態の方法のように、針状の１次Ｘ線５Ａを照
射する装置を用いたのでは、表面１１が正確に（００
１）面である場合に検出されるべき所定の結晶格子面
（例えば｛４４０｝面）１４がブラッグの条件を満たさ
ず、回折Ｘ線７Ａが発生しないおそれがある。

【００３３】これに対し、第４実施形態の方法において
は、半導体ウエハ１Ｂの回転軸Ｂに平行な面上において
ある角度範囲をもって半導体ウエハ１Ｂの側面１３に１
次Ｘ線５Ｃを照射する装置を用いるので、結晶格子面１
４が正確に半導体ウエハ１Ｂの回転軸Ｂに平行でなくて
も（半導体ウエハ１Ｂの表面１１に垂直でなくても）、
半導体ウエハ１Ｂの側面１３に照射される１次Ｘ線５Ｃ
（図７中に２点鎖線で示した範囲内のもの）のうちいず
れかが、所定の結晶格子面｛４４０｝面１４とブラッグ
の条件を満たして、回折Ｘ線７Ｃを発生させ、検出器８
に入射させ得る。したがって、第４実施形態の方法によ
れば、用いる装置においてＸ線源６Ｃの位置設定等を変
更することなく、表面１１の方位に関しより広い範囲の
半導体ウエハ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対応できる。また、Ｘ
線源６Ｃの位置設定を、さほど厳密に行わなくてもよ
い。複数種類の結晶格子面が検出される際の対処につい
ては、第２実施形態の方法と同様である。

【００３４】なお、従来より、半導体ウエハをインゴッ
トから切り出す際、その切断すべき方向は、通常は、略
円柱状のインゴットの一端の底面をまず切り出し、その
底面に１次Ｘ線を照射して調べているが、前記第３実施
形態の方法のように、円柱の中心軸まわりに回転するイ
ンゴットの側面に、針状の１次Ｘ線を照射して調べるこ
ともできる。さらに、前記第４実施形態の方法のよう
に、回転軸に平行な細長い線光源たるＸ線管と、それに
沿う線状の孔を有するスリットとで構成されるＸ線源を
用いることもできる。ただし、回転軸に平行な面上で拡
がりをもつ１次Ｘ線をインゴットに照射すると、前記第
４実施形態の方法のように薄い半導体ウエハの側面に照
射する場合と異なり、不必要に多い種類の結晶格子面に
ついてブラッグの条件が満足されて検出されるおそれが
ある。そこで、この場合には、スリットよりも１次Ｘ線
の進行方向側に、回転軸に垂直な多数の箔（平板）を適
切な一定間隔で並べたソーラスリットを配置し、その箔
の間に１次Ｘ線を通過させることにより、回転軸に平行
な面上での拡がりを適切に制限する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の半導体ウエハの方向決
定方法に用いる装置を示す側面図である。

【図２】同装置を示す平面図である。

【図３】第１実施形態の方法における半導体ウエハの表
面についての１次Ｘ線の入射角および回折Ｘ線の検出角
の設定を示す側面図である。

【図４】第１実施形態の方法における回折Ｘ線の検出結
果を示す図である。

【図５】本発明の第２実施形態の半導体ウエハの方向決
定方法に用いる装置の要部を示す側面図である。

【図６】本発明の第３実施形態の半導体ウエハの方向決
定方法に用いる装置を示す平面図である。

【図７】本発明の第４実施形態の半導体ウエハの方向決
定方法に用いる装置の要部を示す斜視図である。

【図８】従来の半導体ウエハの母材であるオリエンテー
ションフラットを有するインゴットを示す斜視図であ
る。

【図９】従来のオリエンテーションフラットを有する半
導体ウエハを示す斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…半導体ウエハ、２Ａ，２Ｂ…搬送手
段、３…回転手段、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…１次Ｘ線、６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ…Ｘ線源、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…回折Ｘ
線、８…検出器、９…制御手段、１１…半導体ウエハの
表面、１２Ａ，１４Ａ…所定の結晶格子面、１３…半導
体ウエハの側面、Ａ…搬送方向、Ｂ…半導体ウエハの表
面に垂直な回転軸。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の半導体ウエハを搬送し、その搬送路中で、半導体ウエハをその表面に垂直な軸回
りに回転させ、その回転させられている半導体ウエハの表面に１次Ｘ線
を照射して、半導体ウエハから発生する回折Ｘ線を検出
し、その検出結果から半導体ウエハにおける所定の結晶格子
面を特定し、その特定された結晶格子面が搬送方向に対して所定の位
置関係になるよう半導体ウエハの回転を制御する半導体
ウエハの方向決定方法。
【請求項２】円板状の半導体ウエハを搬送し、その搬送路中で、半導体ウエハをその表面に垂直な軸回
りに回転させ、その回転させられている半導体ウエハの側面に１次Ｘ線
を照射して、半導体ウエハから発生する回折Ｘ線を検出
し、その検出結果から半導体ウエハにおける所定の結晶格子
面を特定し、その特定された結晶格子面が搬送方向に対して所定の位
置関係になるよう半導体ウエハの回転を制御する半導体
ウエハの方向決定方法。
【請求項３】円板状の半導体ウエハを搬送する搬送手
段と、その搬送手段の搬送路中に設けられ、半導体ウエハをそ
の表面に垂直な軸回りに回転させる回転手段と、その回転手段により回転させられている半導体ウエハの
表面に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、その１次Ｘ線を照射されている半導体ウエハから発生す
る回折Ｘ線を検出する検出器と、その検出器の検出結果から半導体ウエハにおける所定の
結晶格子面を特定し、その特定された結晶格子面が前記
搬送手段の搬送方向に対して所定の位置関係になるよう
回転手段を制御する制御手段とを備えた半導体ウエハの
方向決定装置。
【請求項４】円板状の半導体ウエハを搬送する搬送手
段と、その搬送手段の搬送路中に設けられ、半導体ウエハをそ
の表面に垂直な軸回りに回転させる回転手段と、その回転手段により回転させられている半導体ウエハの
側面に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、その１次Ｘ線を照射されている半導体ウエハから発生す
る回折Ｘ線を検出する検出器と、その検出器の検出結果から半導体ウエハにおける所定の
結晶格子面を特定し、その特定された結晶格子面が前記
搬送手段の搬送方向に対して所定の位置関係になるよう
回転手段を制御する制御手段とを備えた半導体ウエハの
方向決定装置。