(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出部と、
前記化合物半導体基板の表面にエッチングにより形成された複数のパターンを撮像する撮像部と、
前記撮像部から得られる画像を用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析部と、
を備える、基板検査装置。
【請求項２】
円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出工程と、
前記化合物半導体基板の表面にエッチングにより形成された複数のパターンを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において得られた画像を用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析工程と、
を含む、基板検査方法。
【請求項３】
円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出部と、
前記化合物半導体基板の鏡面研磨された表面において複数の方向からエリプソメトリ測定を行うエリプソメトリ測定器と、
前記エリプソメトリ測定器から得られる複数の位相差データを用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析部と、
を備える、基板検査装置。
【請求項４】
円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出工程と、
前記化合物半導体基板の鏡面研磨された表面において複数の方向からエリプソメトリ測定を行うエリプソメトリ測定工程と、
前記エリプソメトリ測定工程において得られた複数の位相差データを用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析工程と、
を含む、基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置及び基板検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓ等の化合物半導体からなるインゴットをスライスしてウェハを製造すると、ウェハの表面にクラック又はダメージが生じる。このクラック又はダメージを除去するために、ウェハの表面を全面ウェットエッチングすることが必要になる。このとき、ウェハの表面には、エッチングの異方性に起因したパターンが形成される。このパターンが形成された表面にレーザ光を照射し、その反射像を観察することによりメサ方向（特定の結晶方位）を識別する方法が知られている（特許文献１参照）。また、化合物半導体ウェハの裏面を全面エッチングすることにより、上記パターンと同様のパターンを形成する方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００３】
例えばＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体からなるウェハの（１００）面をエッチングすると、パターンの（０−１１）面に平行な断面にはメサ形状が現れ、（０−１１）面と直交する（０−１−１）面に平行な断面には逆メサ形状が現れる（非特許文献１参照）。この場合、［０−１１］方向がメサ方向となり、［０−１−１］方向が逆メサ方向となる。
【０００４】
一方、ウェハの（−１００）面をエッチングすると、パターンの（０−１１）面に平行な断面には逆メサ形状が現れ、（０−１−１）面に平行な断面にはメサ形状が現れる。この場合、［０−１１］方向が逆メサ方向となり、［０−１−１］方向がメサ方向となる。
【０００５】
また、半導体ウェハの結晶方位を示すマークとして、通常、半導体ウェハの縁にオリエンテーションフラット又はノッチといった切り欠きが形成される。切り欠きは、半導体ウェハの中心から所定の方向に位置している。切り欠きの位置は、例えばＸ線回折装置を用いて求めた結晶方位を用いて決定される（非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平２−２４０５０５号公報
【特許文献２】実開昭６０−１２５７２６号公報
【非特許文献１】（財）機械振興協会技術研究所編集、「加工技術データファイル（総説９巻）」、１９８５年３月、２．２．２、ｐ．１−１７
【非特許文献２】ＵＣＳ半導体基盤技術研究会編集、「シリコンの科学」、株式会社リアライズ社、１９９６年６月２８日、ｐ．２３２−２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、化合物半導体基板を用いたプロセスにおいて要求される加工精度はますます高まっている。加工精度を高めるためには、化合物半導体基板の中心と切り欠きの位置とを結ぶ基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを検査することが重要である。
【０００７】
そこで本発明は、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる基板検査装置及び基板検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明の基板検査装置は、円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出部と、前記化合物半導体基板の表面にエッチングにより形成された複数のパターンを撮像する撮像部と、前記撮像部から得られる画像を用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析部とを備える。
【０００９】
本発明の基板検査装置によれば、基準直線とメサ方向とのなす角が所望の角度からどの程度ずれているか分かる。よって、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。
【００１０】
円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出工程と、前記化合物半導体基板の表面にエッチングにより形成された複数のパターンを撮像する撮像工程と、前記撮像工程において得られた画像を用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析工程とを含む。
【００１１】
本発明の基板検査方法によれば、基準直線とメサ方向とのなす角が所望の角度からどの程度ずれているか分かる。よって、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。
【００１２】
本発明の基板検査装置は、円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出部と、前記化合物半導体基板の鏡面研磨された表面において複数の方向からエリプソメトリ測定を行うエリプソメトリ測定器と、前記エリプソメトリ測定器から得られる複数の位相差データを用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析部とを備える。
【００１３】
本発明の基板検査装置によれば、基準直線とメサ方向とのなす角が所望の角度からどの程度ずれているか分かる。よって、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。
【００１４】
本発明の基板検査方法は、円弧状の縁を有する化合物半導体基板の縁に設けられた切り欠きの位置を検出する切り欠き位置検出工程と、前記化合物半導体基板の鏡面研磨された表面において複数の方向からエリプソメトリ測定を行うエリプソメトリ測定工程と、前記エリプソメトリ測定工程において得られた複数の位相差データを用いてメサ方向を決定すると共に、前記化合物半導体基板の中心と前記切り欠きの位置とを結ぶ基準直線と、決定された前記メサ方向とのなす角を算出する解析工程とを含む。
【００１５】
本発明の基板検査方法によれば、基準直線とメサ方向とのなす角が所望の角度からどの程度ずれているか分かる。よって、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基準直線に対してメサ方向が適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる基板検査装置及び基板検査方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る基板検査装置を模式的に示す斜視図である。図１に示される基板検査装置１０は、円弧状の縁Ｅを有する化合物半導体基板Ｗの縁に設けられたオリエンテーションフラットＯＦ（切り欠き）の位置Ａを検出するＬＥＤセンサ２（切り欠き位置検出部）を備える。
【００１９】
ここで、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａと化合物半導体基板Ｗの中心Ｏとを結ぶ基準直線Ｌは、オリエンテーションフラットＯＦの延びる方向と直交する。なお、切り欠きとして、オリエンテーションフラットＯＦに代えてノッチが設けられていてもよい。ノッチの場合、ノッチの溝の最深部がノッチの位置となる。また、必要に応じて、インデックスフラットを化合物半導体基板Ｗの縁に設けてもよい。
【００２０】
化合物半導体基板Ｗは、例えばステージ８上に載置される。化合物半導体基板Ｗとしては、例えば、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＩｎＳｂ基板、ＩｎＡｓ基板、ＧａＳｂ基板、ＧａＰ基板等のIII−Ｖ族化合物半導体基板が挙げられる。一実施例において、化合物半導体基板Ｗは、鉄原子（Ｆｅ）がドープされたＩｎＰからなる４インチウェハである。化合物半導体基板Ｗは、例えば、インゴットをワイヤーソー等によりスライスした後、外周加工によりオリエンテーションフラットＯＦを形成することによって得られる。化合物半導体基板Ｗの縁の外側には、化合物半導体基板Ｗをセンタリングするための治具１８が配置されていることが好ましい。治具１８が化合物半導体基板Ｗの縁に当接することにより、化合物半導体基板Ｗはセンタリングされる。
【００２１】
化合物半導体基板Ｗをステージ８に吸引するために、ステージ８には配管１６を介して真空ポンプ２６が接続されていることが好ましい。また、ステージ８は、回転軸１２を介してステッピングモータ１４に接続されていることが好ましい。ステージ８を回転させることによって化合物半導体基板Ｗを回転させることができる。化合物半導体基板Ｗを回転させながら、ＬＥＤセンサ２からの光を化合物半導体基板Ｗの縁に照射すると、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出することができる。ＬＥＤセンサ２から出射される光の波長は、６００〜７００ｎｍであることが好ましい。
【００２２】
基板検査装置１０は、化合物半導体基板Ｗの表面Ｓにエッチングにより形成された複数のパターンＰを撮像する撮像部４を備える。表面Ｓは（１００）面であってもよいし、（１００）面から数度〜数十度傾けた面であってもよい。撮像部４は、例えば顕微鏡を備えたＣＣＤカメラである。複数のパターンＰは、メサ方向Ｄｍに沿って配列されている。パターンＰは、例えばウェットエッチングの異方性に起因した形状を有する凹部である。パターンＰは、例えば、表面Ｓの法線方向から見て楕円形を有する。パターンＰは、例えば、化合物半導体基板Ｗをエッチング液に浸漬させることによって形成される。化合物半導体基板Ｗが、例えば鉄原子がドープされたＩｎＰからなる４インチウェハである場合、所定のエッチング液（硫酸：過酸化水素水：水＝１：１：３）を用いて６０℃で１０分間エッチングを行うことが好ましい。
【００２３】
基板検査装置１０は、撮像部４から得られる画像を用いてメサ方向Ｄｍを決定すると共に、化合物半導体基板Ｗの中心ＯとオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａとを結ぶ基準直線Ｌと、決定されたメサ方向Ｄｍとのなす角θを算出するコンピュータ６（解析部）を備える。コンピュータ６は導線２０によって撮像部４に接続されている。撮像部４によって撮像された画像データは導線２０を通ってコンピュータ６に伝達される。コンピュータ６が画像データを解析することにより、メサ方向Ｄｍが決定される。メサ方向Ｄｍの情報は、コンピュータ６に記録される。
【００２４】
また、コンピュータ６は、導線２２によってＬＥＤセンサ２に接続されており、導線２４によってステッピングモータ１４に接続されている。コンピュータ６は、ＬＥＤセンサ２及びステッピングモータ１４からオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａのデータを得ることができる。これにより、基準直線Ｌを決定することができる。基準直線Ｌの情報は、コンピュータ６に記録される。したがって、基準直線Ｌの情報とメサ方向Ｄｍの情報とを用いて、コンピュータ６はなす角θを算出することができる。
【００２５】
本実施形態の基板検査装置１０によれば、基準直線Ｌとメサ方向Ｄｍとのなす角θが所望の角度からどの程度ずれているか分かる。例えば、表面Ｓが（１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１１］方向になる。この場合、基準直線Ｌは逆メサ方向である［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は９０°となる。また、表面Ｓが（−１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１−１］方向になる。この場合、基準直線Ｌはメサ方向Ｄｍである［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は０°となる。
【００２６】
したがって、基板検査装置１０によれば、基準直線Ｌに対してメサ方向Ｄｍが適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。また、基板検査装置１０を用いると、検査を自動化することができると共に、化合物半導体基板Ｗの表裏を識別することもできる。
【００２７】
図２及び図３は、第１実施形態に係る基板検査方法の各工程における化合物半導体基板を模式的に示す平面図である。本実施形態に係る基板検査方法は、基板検査装置１０を用いて好適に実施される。例えば以下の工程を順に実施することによって、化合物半導体基板Ｗを検査することができる。なお、センタリング工程を実施しなくてもよい。
【００２８】
（センタリング工程）
図２の(ａ)に示されるように、治具１８を化合物半導体基板Ｗの縁に当接させることにより、化合物半導体基板Ｗをセンタリングする。その後、真空ポンプ２６を用いて化合物半導体基板Ｗを吸引することにより、化合物半導体基板Ｗをステージ８に固定する。
【００２９】
（切り欠き位置検出工程）
図２の(ｂ)に示されるように、円弧状の縁Ｅを有する化合物半導体基板Ｗの縁に設けられたオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出する。化合物半導体基板Ｗを回転させながら、ＬＥＤセンサ２からの光を化合物半導体基板Ｗの縁に照射すると、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出することができる。オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａの情報は、コンピュータ６に記録される。オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出した後、化合物半導体基板Ｗの回転を停止させる。
【００３０】
（撮像工程）
図３の(ａ)に示されるように、化合物半導体基板Ｗの表面Ｓにエッチングにより形成された複数のパターンＰを撮像する。これにより、画像Ｉが得られる。図４は、化合物半導体基板Ｗの表面Ｓを撮像した画像Ｉの一例を示す図である。
【００３１】
（解析工程）
図３の(ａ)に示されるように、撮像工程において得られた画像Ｉを用いてメサ方向Ｄｍを決定する。メサ方向Ｄｍの情報は、コンピュータ６に記録される。メサ方向Ｄｍは、例えばパターンＰのエッジを検出することによって決定される。具体的には、例えば、まず画像Ｉを２値化する。その場合、メサパターンに起因する細長いパターンＰが強調される。次にステンドグラス処理を行う。このとき、ステンドグラス内はメッシュに切られている。メッシュを構成する各枠は、細長いパターンＰの長さよりもやや短い長さを有し、かつ、パターンＰよりもやや細い幅を有する長方形である。ここで、例えば、パターンＰを示す白色部が上記長方形の面積の９５％以上を占めた場合に長方形内を白色表示し、９５％未満の場合に長方形内を黒色表示するように設定する。このステンドグラス処理は、画像Ｉに対して、ステンドグラスを例えば１°ずつ回転させながら実施される。各角度においてステンドグラス処理を行った後、白色表示された面積を算出する。このようなステンドグラス処理及び計算を１８０°にわたって実施する。その後、計算により得られた面積を角度に対してプロットし、サインカーブで近似する。さらに、面積が最大となる角度を算出する。この角度がメサ方向Ｄｍを示す。なお、撮像工程において照明方法を工夫することによって、パターンＰのエッジを強調することができる。
【００３２】
また、コンピュータ６に記録されたオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａの情報から、化合物半導体基板Ｗの中心ＯとオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａとを結ぶ基準直線Ｌを決定することができる。図３の(ｂ)に示されるように、コンピュータ６を用いて、基準直線Ｌと決定されたメサ方向Ｄｍとのなす角θを算出する。
【００３３】
本実施形態の基板検査方法によれば、基準直線Ｌとメサ方向Ｄｍとのなす角θが所望の角度からどの程度ずれているか分かる。例えば、表面Ｓが（１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１１］方向になる。この場合、基準直線Ｌは逆メサ方向である［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は９０°となる。
【００３４】
したがって、上述の基板検査方法によれば、基準直線Ｌに対してメサ方向Ｄｍが適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。また、本実施形態の基板検査方法を用いると、検査を自動化することができると共に、化合物半導体基板Ｗの表裏を識別することもできる。
【００３５】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る基板検査装置を模式的に示す斜視図である。図５に示される基板検査装置１１０は、円弧状の縁Ｅを有する化合物半導体基板１００Ｗの縁に設けられたオリエンテーションフラットＯＦ（切り欠き）の位置Ａを検出するＬＥＤセンサ２（切り欠き位置検出部）を備える。
【００３６】
ここで、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａと化合物半導体基板１００Ｗの中心Ｏとを結ぶ基準直線Ｌは、オリエンテーションフラットＯＦの延びる方向と直交する。なお、切り欠きとして、オリエンテーションフラットＯＦに代えてノッチが設けられていてもよい。ノッチの場合、ノッチの溝の最深部がノッチの位置となる。また、必要に応じて、インデックスフラットを化合物半導体基板１００Ｗの縁に設けてもよい。
【００３７】
化合物半導体基板１００Ｗは、例えばステージ８上に載置される。化合物半導体基板１００Ｗとしては、例えば、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＩｎＳｂ基板、ＩｎＡｓ基板、ＧａＳｂ基板、ＧａＰ基板等のIII−Ｖ族化合物半導体基板が挙げられる。一実施例において、化合物半導体基板１００Ｗは、シリコン原子（Ｓｉ）がドープされたＧａＡｓからなる３インチウェハである。化合物半導体基板１００Ｗは、例えば、インゴットをワイヤーソー等によりスライスした後、外周加工によりオリエンテーションフラットＯＦを形成することによって得られる。その後、化合物半導体基板１００Ｗの両方の面をラッピングし、一方の面を研磨（ポリシング）することが好ましい。さらに、研磨した面を有機洗浄した後、希薄なアンモニア水を用いて洗浄し、超純水を用いてリンスすることが好ましい。その後、例えばスピンドライヤー等を用いてリンスした面を乾燥することが好ましい。このようにして、鏡面研磨された表面１００Ｓを有する化合物半導体基板１００Ｗが得られる。
【００３８】
化合物半導体基板１００Ｗの縁の外側には、化合物半導体基板１００Ｗをセンタリングするための光学式のセンサ１１８が複数配置されていることが好ましい。センサ１１８は化合物半導体基板１００Ｗの縁を検出することができる。センサ１１８からの位置データに基づいて、化合物半導体基板１００Ｗは基板ホルダ１０９を用いてセンタリングされる。
【００３９】
化合物半導体基板１００Ｗをステージ８に吸引するために、ステージ８には配管１６を介して真空ポンプ２６が接続されていることが好ましい。また、ステージ８は、回転軸１２を介してステッピングモータ１４に接続されていることが好ましい。ステージ８を回転させることによって化合物半導体基板１００Ｗを回転させることができる。化合物半導体基板１００Ｗを回転させながら、ＬＥＤセンサ２からの光を化合物半導体基板１００Ｗの縁に照射すると、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出することができる。ＬＥＤセンサ２から出射される光の波長は、６００〜７００ｎｍであることが好ましい。
【００４０】
基板検査装置１１０は、化合物半導体基板１００Ｗの鏡面研磨された表面１００Ｓにおいて複数の方向からエリプソメトリ測定を行うエリプソメトリ測定器１０７を備える。表面１００Ｓは（１００）面であってもよいし、（１００）面から数度〜数十度傾けた面であってもよい。例えば表面１００Ｓの法線方向が、＜１００＞方向から＜１１０＞方向に２度傾けた方向であってもよい。エリプソメトリ測定器１０７は、例えば波長４５０〜４６０ｎｍの光（単色コヒーレント光でかつ偏光された光）を表面１００Ｓに入射させることができる光源１０４と、表面１００Ｓからの反射光を検出可能な光検出器１０５とを備える。なお、化合物半導体基板１００ＷとしてＧａＡｓ基板を用いる場合、波長３８０〜４８０ｎｍ又は波長６００〜９００ｎｍの波長域内の光を用いることが好ましい。また、化合物半導体基板１００ＷとしてＩｎＰ基板を用いる場合、波長２００〜３００ｎｍ又は波長３５０〜４５０ｎｍの波長域内の光を用いることが好ましい。これらの場合、異方性の感度が高くなるため、感度良くエリプソメトリ測定を行うことができる。
【００４１】
基板検査装置１１０は、エリプソメトリ測定器１０５から得られる複数の位相差データを用いてメサ方向Ｄｍを決定すると共に、化合物半導体基板１００Ｗの中心ＯとオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａとを結ぶ基準直線Ｌと、決定されたメサ方向Ｄｍとのなす角θを算出するコンピュータ１０６（解析部）を備える。コンピュータ１０６は導線１２１によって光検出器１０５に接続されている。光検出器１０５から得られる位相差データは、導線１２１を通ってコンピュータ１０６に伝達される。コンピュータ１０６が位相差データを解析することにより、メサ方向Ｄｍが決定される。メサ方向Ｄｍの情報は、コンピュータ１０６に記録される。
【００４２】
また、コンピュータ１０６は、導線２２によってＬＥＤセンサ２に接続されており、導線２４によってステッピングモータ１４に接続されている。コンピュータ１０６は、ＬＥＤセンサ２及びステッピングモータ１４からオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａのデータを得ることができる。これにより、基準直線Ｌを決定することができる。基準直線Ｌの情報は、コンピュータ１０６に記録される。したがって、基準直線Ｌの情報とメサ方向Ｄｍの情報とを用いて、コンピュータ１０６はなす角θを算出することができる。
【００４３】
本実施形態の基板検査装置１１０によれば、基準直線Ｌとメサ方向Ｄｍとのなす角θが所望の角度からどの程度ずれているか分かる。例えば、表面１００Ｓが（１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１１］方向になる。この場合、基準直線Ｌは逆メサ方向である［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は９０°となる。また、表面１００Ｓが（−１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１−１］方向になる。この場合、基準直線Ｌはメサ方向Ｄｍである［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は０°となる。
【００４４】
したがって、基板検査装置１１０によれば、基準直線Ｌに対してメサ方向Ｄｍが適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。また、基板検査装置１１０を用いると、検査を自動化することができると共に、化合物半導体基板１００Ｗの表裏を識別することもできる。
【００４５】
図６は、第２実施形態に係る基板検査方法の各工程における化合物半導体基板を模式的に示す平面図である。図７は、第２実施形態に係る基板検査方法を説明するための図である。本実施形態に係る基板検査方法は、基板検査装置１１０を用いて好適に実施される。例えば以下の工程を順に実施することによって、化合物半導体基板１００Ｗを検査することができる。なお、センタリング工程を実施しなくてもよい。
【００４６】
（センタリング工程）
図６の(ａ)に示されるように、センサ１１８からの位置データに基づいて、基板ホルダ１０９を用いて化合物半導体基板１００Ｗを移動させることにより、化合物半導体基板１００Ｗをセンタリングする。その後、真空ポンプ２６を用いて化合物半導体基板１００Ｗを吸引することにより、化合物半導体基板１００Ｗをステージ８に固定する。
【００４７】
（切り欠き位置検出工程）
図６の(ｂ)に示されるように、円弧状の縁Ｅを有する化合物半導体基板１００Ｗの縁に設けられたオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出する。化合物半導体基板１００Ｗを回転させながら、ＬＥＤセンサ２からの光を化合物半導体基板１００Ｗの縁に照射すると、オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出することができる。オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａの情報は、コンピュータ１０６に記録される。オリエンテーションフラットＯＦの位置Ａを検出した後、化合物半導体基板１００Ｗの回転を停止させる。
【００４８】
（エリプソメトリ測定工程）
図７の(ａ)に示されるように、化合物半導体基板１００Ｗの鏡面研磨された表面１００Ｓにおいて複数の方向からエリプソメトリ測定を行う。エリプソメトリ測定は、表面１００Ｓ上の任意の一点において行われる。本実施形態では、例えば化合物半導体基板１００Ｗの中心Ｏにおいて複数の方向からエリプソメトリ測定を行う。
【００４９】
まず、第１の方向から行ったエリプソメトリ測定により、ｓ偏光とρ偏光との位相差Δ１を得る。次に、エリプソメトリ測定器１０５を化合物半導体基板１００Ｗに対して相対的に回転させることにより、第１の方向と交差する第２の方向からエリプソメトリ測定を行う。これにより、ｓ偏光とρ偏光との位相差Δ２を得る。
【００５０】
なお、第１の方向及び第２の方向は、エリプソメトリ測定の入射光及び反射光を化合物半導体基板１００Ｗの表面１００Ｓ上に投影した場合における光の進行方向を意味する。
【００５１】
本実施形態では、第１の方向を、例えば基準直線Ｌと直交する方向に設定しており、０°（基準）としている。また、第２の方向を、例えば０°から所定角β１回転した方向としている。所定角β１を例えば１°として、化合物半導体基板１００Ｗを１°回転させる毎にエリプソメトリ測定を行ってもよい。この場合、化合物半導体基板１００Ｗを３６０°回転させて３６０個の位相差データを得てもよいし、１８０°回転させて１８０個の位相差データを得てもよい。
【００５２】
（解析工程）
図７の(ｂ)は、解析工程を詳細に説明するためのグラフである。グラフの横軸βは、基準直線Ｌと直交する方向を０°としたときの０°からの回転角を示す。グラフの縦軸Δは、エリプソメトリ測定によって得られる位相差を示す。
【００５３】
図７の(ｂ)に示されるように、エリプソメトリ測定工程において得られた位相差Δ１及び位相差Δ２（位相差データ）を用いて、測定対象である化合物半導体基板１００Ｗに固有の正弦波ＳＳを決定する。正弦波ＳＳでは、メサ方向Ｄｍからエリプソメトリ測定を行った場合に得られる位相差が極大となり、逆メサ方向Ｄｎからエリプソメトリ測定を行った場合に得られる位相差が極小となる。したがって、正弦波ＳＳが極大となる回転角（−α）を算出することによって、メサ方向Ｄｍを決定することができる。メサ方向Ｄｍの情報は、コンピュータ１０６に記録される。一実施例において、正弦波ＳＳの極大値は１４２°であり、正弦波ＳＳの極小値は１４１．５°である。
【００５４】
化合物半導体基板１００Ｗを３６０°回転させて３６０個の位相差データを得た場合、プロットした位相差データを正弦波でフィッティングすることによりメサ方向Ｄｍを高精度に決定することができる。また、化合物半導体基板１００Ｗを１８０°回転させて１８０個の位相差データを得た場合、プロットした位相差データが極大又は極小となる回転角を算出することによってメサ方向Ｄｍを高精度に決定することができる。
【００５５】
また、コンピュータ１０６に記録されたオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａの情報から、化合物半導体基板１００Ｗの中心ＯとオリエンテーションフラットＯＦの位置Ａとを結ぶ基準直線Ｌを決定することができる。図７の(ａ)に示されるように、コンピュータ１０６を用いて、基準直線Ｌと決定されたメサ方向Ｄｍとのなす角θを算出する。
【００５６】
本実施形態の基板検査方法によれば、基準直線Ｌとメサ方向Ｄｍとのなす角θが所望の角度からどの程度ずれているか分かる。例えば、表面１００Ｓが（１００）面の場合、メサ方向Ｄｍは［０−１１］方向になる。この場合、基準直線Ｌは逆メサ方向である［０−１−１］方向に沿っていることが望ましい。よって、上記所望の角度は９０°となる。
【００５７】
したがって、上述の基板検査方法によれば、基準直線Ｌに対してメサ方向Ｄｍが適切な方向であるか否かを短時間且つ非破壊で検査することができる。また、本実施形態の基板検査方法を用いると、検査を自動化することができると共に、化合物半導体基板１００Ｗの表裏を識別することもできる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態に係る基板検査装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る基板検査方法の各工程における化合物半導体基板を模式的に示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る基板検査方法の各工程における化合物半導体基板を模式的に示す平面図である。
【図４】化合物半導体基板の表面を撮像した画像の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る基板検査装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る基板検査方法の各工程における化合物半導体基板を模式的に示す平面図である。
【図７】第２実施形態に係る基板検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
２…ＬＥＤセンサ（切り欠き位置検出部）、４…撮像部、６，１０６…コンピュータ（解析部）、１０，１１０…基板検査装置、１００Ｓ…化合物半導体基板の鏡面研磨された表面、１０７…エリプソメトリ測定器、Ａ…オリエンテーションフラットの位置（切り欠きの位置）、Ｄｍ…メサ方向、Ｅ…円弧状の縁、Ｉ…画像、Ｌ…基準直線、Ｏ…化合物半導体基板の中心、ＯＦ…オリエンテーションフラット（切り欠き）、Ｐ…複数のパターン、Ｓ…化合物半導体基板の表面、Ｗ，１００Ｗ…化合物半導体基板、θ…なす角、Δ１，Δ２…位相差。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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