CN107436306A - 晶体缺陷的评价方法、硅片的制造方法和晶体缺陷的评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供：可以抑制测定者间的评价结果的偏差的晶体缺陷的评价方法、硅片的制造方法和晶体缺陷的评价装置。所述晶体缺陷的评价方法的特征在于：对硅片施行使该硅片中的晶体缺陷显现化的处理(步骤S1)，其次拍摄硅片的表面以获取图像(步骤S2)，然后对上述图像依次施行微分处理和二值化处理(步骤S3)，根据施行了二值化处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷(步骤S4)。

Description

晶体缺陷的评价方法、硅片的制造方法和晶体缺陷的评价 装置

技术领域

本发明涉及晶体缺陷的评价方法、硅片的制造方法和晶体缺陷的评价装置。

背景技术

作为单晶硅的生长(育成)方法，广泛采用直拉(Czochralski、CZ、切克劳斯基)法。CZ法是指下述方法：将籽晶浸在供给石英坩埚内的硅熔融液中，边使石英坩埚和籽晶旋转边提拉籽晶，从而在籽晶的下方生长单晶硅锭。

在所生长的单晶硅锭中会产生各种原生(Grown-in)缺陷，这些原生缺陷在装置制作工序中会成为问题。其代表性的原生缺陷有：通过在低速的提拉条件下的生长而在晶格间硅占优势的区域(以下还称作“I区域”)发生的位错团、以及通过在高速的提拉条件下的生长而在空孔占优势的区域(以下还称作“V区域”)发生的晶体原生颗粒(COP：CrystalOriginated Particle)。另外，在I区域与V区域的边界附近存在着被称作氧化感生堆垛层错(OSF：Oxidation induced Stacking Fault)的分布成环状的缺陷。

所生长的单晶硅锭中的这些晶体缺陷的分布取决于晶体的提拉速度V和固液界面的温度梯度G。图1是显示晶体的提拉速度V与晶体缺陷区域的关系的图。如该图所示，当提拉速度V大时，单晶硅锭由作为检测到COP的晶体区域的COP发生区域21控制，若减小V则形成OSF潜在核区域22，该OSF潜在核区域22在施行特定的氧化热处理时以环状的OSF区域的形式显现化(表面化)。

若进一步减小提拉速度V，则存在氧析出物且检测不到COP的晶体区域即氧析出促进区域(以下还称作“Pv区域”)23，其次形成不易引起氧的析出且检测不到COP的晶体区域即氧析出抑制区域(以下还称作“Pi区域”)24，进而形成作为检测到位错团的晶体区域的位错团区域25。V/G与构成单晶硅锭的晶体区域的关系也大致与图1相同。

在根据V/G由显示出这样的缺陷分布的单晶硅锭采取的硅片中，除COP发生区域21和位错团区域25以外的OSF区域22、Pv区域23、Pi区域24均为原生缺陷极少的无缺陷区域。另外，在紧挨着无缺陷区域的上方存在着有可能发生直接表面氧化缺陷(DSOD：DirectSurface Oxide Defect)的区域即DSOD区域。DSOD是指通过后述的Cu装饰处理检测到的具有10～20nm左右的尺寸的微小COP。

随着近年来的集成电路的微细化，COP和位错团对装置特性带来较大的影响，因此希望在不发生这些缺陷的条件下生长单晶硅。因此，在已生长的单晶硅锭的每个区域制作样品，准确掌握晶体缺陷的分布，对晶体的生长条件给予必要的反馈，这一点较为重要。

迄今为止，有人提出了下述方法：拍摄施行了使晶体缺陷显现化的处理的半导体晶片的表面，对所获得的图像施行图像处理，由此检测半导体晶片中的缺陷。例如，在专利文献1中对下述方法进行了记载：通过对图像数据进行二值化处理，判别出现在半导体晶片表面的抛物线样式的缺陷，将晶体缺陷定量化。

在根据上述进行了二值化处理的图像的晶体缺陷的评价中，有时无法区别(辨别)出现在晶片表面的各种晶体缺陷分布。因此，通常是通过操作者(测定者)目测观察硅片的表面来进行晶体缺陷的评价。但是，由于上述目测的评价是感官评价，所以在评价结果中发生测定者间的偏差就成了问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-324136号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的在于：提供可以抑制测定者间的评价结果的偏差的晶体缺陷的评价方法、硅片的制造方法和晶体缺陷的评价装置。

用于解决课题的手段

本发明人就解决上述课题的方法进行了深入研究。为了抑制测定者间的评价结果的偏差，本发明人认为最好是根据已施行了适当的图像处理的图像来进行晶体缺陷的评价。于是，为了研究应该进行怎样的图像处理，详细调查了由各种缺陷区域的硅晶体采取的硅片的图像。其结果，注意到以亮点形式识别的缺陷的像素亮度与该像素周边的像素亮度之差大。于是，发现了：根据在施行了抽取缺陷的像素与周边像素的亮度差的处理之后又施行了二值化处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷非常有效，从而完成了本发明。

即，本发明的要点构成如下。

(1) 晶体缺陷的评价方法，其特征在于：对硅片施行使该硅片中的晶体缺陷显现化的处理，其次拍摄上述硅片的表面以获取图像，然后对上述图像依次施行微分处理和二值化处理，根据施行了上述二值化处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

(2) 上述(1)所述的晶体缺陷的评价方法，其中，在上述二值化处理之后进一步施行连接处理，根据施行了上述连接处理的图像来进行上述晶体缺陷的评价。

(3) 上述(1)或(2)所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述使晶体缺陷显现化的处理包括选择蚀刻处理。

(4) 上述(3)所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述使晶体缺陷显现化的处理进一步包括热处理和铜装饰处理中的至少一种。

(5) 上述(1)～(4)中任一项所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述拍摄使用行扫描(线扫描或水平扫描)摄像机来进行。

(6) 上述(1)～(5)中任一项所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述晶体缺陷图案的评价根据相对于晶片径方向的缺陷占有率来进行。

(7) 上述(6)所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述晶体缺陷图案的评价是根据上述缺陷占有率的变化量来进行上述晶体缺陷图案的特定及其尺寸的测定。

(8) 硅片的制造方法，其特征在于：在规定的生长条件下生长单晶硅锭，其次对上述单晶硅锭施行晶片加工处理以获得硅片，然后对上述硅片利用上述(1)～(7)中任一项的晶体缺陷的评价方法来评价上述硅片中所含的晶体缺陷，将上述晶体缺陷的评价结果反馈给上述规定的生长条件。

(9) 上述(8)所述的硅片的制造方法，其中，上述规定的生长条件是指上述单晶硅锭的提拉速度。

(10) 上述(8)或(9)所述的硅片的制造方法，其中，上述单晶硅锭的生长通过直拉法来进行。

(11) 晶体缺陷的评价装置，其特征在于，具备：摄像部，其拍摄硅片的表面以获取图像；图像处理部，其对上述图像依次施行微分处理和二值化处理；以及晶体缺陷评价部，其根据施行了上述二值化处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

(12) 上述(11)所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述图像处理部在上述二值化处理之后进一步进行连接处理，上述晶体缺陷评价部根据施行了上述连接处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

(13) 上述(11)或(12)所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述摄像部为行扫描摄像机。

(14) 上述(11)～(13)中任一项所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述晶体缺陷评价部根据相对于晶片径方向的缺陷占有率来评价上述硅片中的晶体缺陷。

(15) 上述(14)所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述晶体缺陷评价部根据上述缺陷占有率的变化量来进行上述晶体缺陷图案的特定及其尺寸的测定。

发明效果

根据本发明，可以抑制测定者间的评价结果的偏差，评价硅片中的晶体缺陷。

附图说明

图1：是显示晶体的提拉速度与晶体缺陷区域的关系的图。

图2：是本发明的晶体缺陷评价方法之一例的流程图。

图3：是在硅片中显现化的晶体缺陷的概念图。

图4：是显示晶体的提拉速度与缺陷图案的关系的图。

图5：是说明缺陷图像中的盘径(盘直径)、B-带的内径和外径、以及环内径的图。

图6：(a)是显示晶片径方向的缺陷面积和缺陷占有率的图，(b)是显示晶片径方向的缺陷占有率和缺陷占有率的变化量的图。

图7：是说明相对于原始图像的各图像处理后的变化的图，(a)显示原始图像的亮度值和微分处理后的亮度值，(b)显示二值化处理后的缺陷占有率和缺陷占有率的变化量，(c)显示连接处理后的缺陷占有率和缺陷占有率的变化量。

图8：是本发明的硅片的制造方法之一例的流程图。

图9：是显示本发明的晶体缺陷的评价装置之一例的图。

具体实施方式

(晶体缺陷的评价方法)

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图2显示本发明的晶体缺陷的评价方法的流程图。首先，在步骤S1中，对硅片施行使该硅片中的晶体缺陷显现化的处理。硅片虽然具有反映出将采取该硅片的单晶硅锭进行生长时的热历程的晶体缺陷的分布，但难以通过目测特定这样的晶体缺陷分布。

但是，通过对硅片施行选择蚀刻处理或热处理等，使晶片中的特定的缺陷以表面凹陷的形式显现化，从而可以通过目测来特定。因此，在该步骤中，对硅片(或其样品片)施行使晶片中所含的晶体缺陷显现化的处理。

使硅片中的晶体缺陷显现化的具体的处理根据晶体缺陷的种类而不同。例如，为了使位错团显现化，铜装饰处理与选择蚀刻处理的组合较为有效。具体而言，例如将硅片(或其样品片)浸在硫酸铜水溶液中，对晶片表面施行了铜装饰处理，然后例如使用Secco液对晶片表面施行选择蚀刻处理。通过这些处理，可以使硅片中的位错团以表面凹陷的形式显现化。以下，将上述使位错团显现化的处理称作“Cu装饰处理”。

另外，为了使Pv缺陷和Pi缺陷显现化，热处理、铜装饰处理和选择蚀刻处理的组合较为有效。具体而言，首先，对硅片(或其样品片)进行750℃～900℃下3小时+1000℃～1150℃下16小时的热处理，其次，例如浸在硫酸铜水溶液中对晶片表面施行了铜装饰处理，然后例如使用Secco液对晶片表面施行选择蚀刻处理。通过这些处理，可以使晶片中的Pv缺陷和Pi缺陷以表面凹陷的形式显现化。以下，将上述使Pv缺陷和Pi缺陷显现化的处理称作“热处理+Cu装饰处理”。

而且，为了使OSF显现化，热处理与选择蚀刻处理的组合较为有效。具体而言，首先，对硅片(或其样品片)施行900℃～1050℃下0.5小时～5小时+1100℃～1200℃下0.5小时～3小时20分钟的热处理，其次，例如使用Secco液对晶片表面施行选择蚀刻处理。通过这些处理，可以使晶片中的OSF以表面凹陷的形式显现化。以下，将上述使OSF显现化的处理称作“OSF处理”。

需要说明的是，除上述3种处理以外，通过选择蚀刻处理，也可以使晶片中的COP和位错团显现化。具体而言，使用Secco液对晶片表面进行选择蚀刻处理。通过该处理，可以使晶片中的COP和位错团以表面凹陷的形式显现化。以下，将上述使COP和位错团显现化的处理称作“GD处理”。

另外，供于上述处理的硅片可以是对通过CZ法生长的单晶硅锭施行晶片加工处理而获得的硅片。

图3显示通过上述3种处理在硅片表面显现化的晶体缺陷的概念图。如该图所示，将发生在晶片中心部的晶体缺陷的分布称作盘(Disk)，将发生在外周部的晶体缺陷的分布称作环(Ring)。另外，通过热处理+Cu装饰处理，在盘与环之间有时会发生被称作B-带(B-Band)的晶体缺陷。在本说明书中，将已显现化的晶体缺陷的分布称作“缺陷图案”。

如上所述，硅片中的缺陷图案反映了将采取晶片的晶体(锭)进行生长时的热历程。图4是显示晶体(锭)的提拉速度与缺陷图案的关系的图。如该图所示，通过Cu装饰处理，显现出环(A图案)或者盘(B图案)的缺陷图案，可以使晶片中的位错团显现化。

另外，通过OSF处理，显现出遍布晶片整个面的盘(A图案)、晶片外周部～径方向内侧的位置的环和盘(B图案)、或者晶片外周部～径方向内侧的位置的环(C图案)的缺陷图案，可以使晶片中的COP或OSF显现化。

而且，通过热处理+Cu装饰处理，显现出晶片外周部的环(A图案)、或者晶片外周部的环和盘(B图案)的缺陷图案，可以使晶片中的Pv缺陷和Pi缺陷显现化。

如上所述，通过上述处理，在晶片表面显现出晶体缺陷所固有的图案，可以使晶片中的晶体缺陷显现化。

其次，在步骤S2中，拍摄晶体缺陷已显现化的硅片的表面以获取图像。如上所述，通过Cu装饰处理、热处理+Cu装饰处理和OSF处理而显现化的晶体缺陷可以由测定者通过目测特定，因此可以拍摄上述晶体缺陷。

上述晶体缺陷的拍摄可以使用适当的摄像装置来进行。例如，可以使用CMOS摄像机或CCD摄像机、行扫描摄像机等。其中，优选使用行扫描摄像机。行扫描摄像机是一维CCD传感器，其以一定速度扫描拍摄对象物以获取一维图像，通过连接所获取的一维图像而获得二维图像。因此，行扫描摄像机不同于普通的面阵摄像机(area camera)，其可以遍布图像全域在来自照明的入射光的角度几乎相同的条件下进行拍摄，可以抑制晶体缺陷的识别误差。

接着，在步骤S3中，对步骤S2中获得的图像依次施行微分处理和二值化处理。首先，对步骤S2中获得的图像施行微分处理。“微分处理”是指在图像中将亮度值急剧变化的部分作为边缘进行抽取的处理。

具体而言，本发明中的微分处理可以采用一次微分处理、sobel处理或prewitt处理等。

其次，对施行了微分处理的图像施行二值化处理。“二值化处理”是指，当图像的亮度值在规定的阈值以上时将图像设为白、当图像的亮度值小于规定的阈值时将图像设为黑的处理。具体而言，例如在256等级的图像中，将亮度值在规定的阈值以上的像素的亮度值设为255，将亮度值小于规定的阈值的像素的亮度值设为0。

对步骤S2中获得的图像施行二值化处理而不施行微分处理时，由于参数只是上述二值化处理中的阈值，因此有时无法对应于具有各种缺陷图案的图像。但是，在本发明中，由于在二值化处理之前对步骤S2中获得的图像施行微分处理，因此可以通过二值化处理区别各种缺陷图案。以下，将施行了上述微分处理和二值化处理的图像也称作“缺陷图像”。

由于二值化处理时的亮度值的阈值取决于图像的撮影条件等，因此不能一概而论，例如，当为在普通的撮影条件下获得的256等级的图像时，亮度值的阈值为20～50。

需要说明的是，优选在上述二值化处理之后接着施行连接处理。该“连接处理”包括膨胀处理和收缩处理，膨胀处理是增大白像素的处理，而收缩处理是缩小白像素的处理。通过该连接处理，更强调缺陷图案间的图像差异，可以使缺陷图案的边界更清晰。

上述连接处理不限于1次，可以多次进行。通过多次的连接处理，有时可以使缺陷图案的边界变得更清晰。重复次数取决于图像或二值化的阈值等，因此不能一概而论，例如是1～3次。

接着，在步骤S4中，根据施行了上述微分处理和二值化处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷。在本发明中，“晶体缺陷的评价”是指，在施行了上述微分处理和二值化处理(以及连接处理)的图像中，特定缺陷图案并测定其尺寸。

具体而言，在施行了上述微分处理和二值化处理的图像中，特定盘、环和B-带，当为盘时测定盘径，当为环和B-带时测定其内径和外径。图5是说明缺陷图像中的盘径、B-带的内径和外径、以及环内径的图。

如上所述，在依次施行了微分处理和二值化处理的图像中，与原始图像相比，缺陷图案变得更清晰。因此，通过根据施行了上述微分处理和二值化处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷，与目测评价施行了使晶体缺陷显现化的处理的晶片的现有方法相比，可以抑制测定者间的评价结果的偏差。

另外，在本发明中，在施行了上述微分处理和二值化处理(以及连接处理)的图像中，可以明确地区别各缺陷图案，因此还可以利用图像分析装置自动进行晶体缺陷的评价，而非测定者的目测。由此，测定者间的评价结果的偏差在原理上为零。以下，对自动进行晶体缺陷评价的方法进行说明。

图6(a)显示相对于晶片径方向的缺陷面积和缺陷占有率。在图6(a)中，细线显示缺陷面积，粗线显示缺陷占有率。这里，“缺陷面积”是指，将缺陷图像中的晶片区域沿晶片径方向按照每个规定的距离(例如1mm)进行分割时，所分割的环状(或圆形)区域所含的缺陷(亮点)的面积。

另外，“缺陷占有率”是指，在上述按照每个规定的距离进行分割的区域中，缺陷面积在区域面积中所占的比例。另外，图6(b)显示图6(a)所示的缺陷占有率及其晶片径方向的变化量，实线为缺陷占有率，虚线为缺陷占有率的变化量。

可以根据图6(a)所示的缺陷占有率，特定缺陷图案并测定各缺陷图案的尺寸。具体而言，例如以缺陷占有率达到最小的位置作为缺陷图案的边界，可以确定盘、B-带、环。但是，这种情况下，如图6(a)中的B-带与环之间那样，有时难以确定缺陷占有率达到最小的位置。

如图6(b)所示，可以以缺陷占有率的变化量达到最大或最小的位置作为缺陷图案的边界，使得也能够应对上述的情形。但是，这种情况下，在盘内有时也存在缺陷占有率的变化率达到最小的位置。可以先设定缺陷占有率的变化量的最大值和最小值的阈值，将具有超过上述阈值的最大值的位置或者具有小于阈值的最小值的位置设为缺陷图案的边界，使得也能够应对上述的情形。

图7是说明相对于原始图像的各图像处理后的变化的图，(a)显示原始图像的亮度值和微分处理后的亮度值，(b)显示二值化处理后的缺陷占有率和缺陷占有率的变化量，(c)显示连接处理后的缺陷占有率和缺陷占有率的变化量。这里，图7(a)的细线显示原始图像的亮度值，粗线显示微分处理后的亮度值(即，原始图像的亮度值的变化量)。另外，原始图像是单色256等级的图像，二值化处理的阈值设为40，连接处理的重复次数设为3次。

由图7(a)可知：原始图像的亮度值随着从晶片中心向晶片径方向外侧缓慢减少，之后缓慢增加。根据这样的原始图像，难以通过目测特定盘径或环的内径、外径。但是，如图7(a)的粗线所示，若对原始图像施行微分处理，则原始图像中亮度值急剧变化的部分以最大点或最小点的形式得以检测，其结果，更容易特定盘径或环的外径、内径。

而且，如图7(b)所示，通过对施行了微分处理的图像施行二值化处理，缺陷占有率及其变化量的分布图(曲线)变得更简单，更容易特定边界。而且，如图7(c)所示，可知通过在二值化处理之后施行连接处理，分布图变得进一步简单，边界的判别变得进一步容易。

如此操作，根据施行了微分处理和二值化处理(以及连接处理)的样品的图像，可以自动评价硅片中的晶体缺陷。

如上所述，根据本发明，可以抑制测定者间的评价结果的偏差，评价晶体缺陷。

(硅片的制造方法)

其次，对本发明的硅片的制造方法进行说明。本发明的硅片的制造方法的特征在于：在规定的生长条件下生长单晶硅锭，其次对已生长的单晶硅锭施行晶片加工处理以获得硅片，然后对于所获得的硅片，利用上述的本发明的晶体缺陷的评价方法来评价硅片中所含的晶体缺陷图案，将晶体缺陷图案的评价结果反馈给上述规定的生长条件。

图8显示本发明的硅片的制造方法之一例的流程图。以下，按照该流程图来说明各步骤。首先，在步骤S11中，在规定的生长条件下生长单晶硅锭。该单晶硅锭的生长可以通过CZ法来进行。在单晶硅锭的生长中，可以适当地调整氧浓度或碳浓度、氮浓度等，使由所生长的硅锭采取的硅片具有所期望的特性。另外，关于导电型，也可以添加适当的掺杂剂而形成n型或p型。

设定晶体(锭)的提拉速度以获得所期望的缺陷区域的晶体。例如，在生长无缺陷区域的晶体时，在图1所示的提拉速度与缺陷区域的关系图中，将晶体的提拉速度设定为形成OSF潜在核区域22、Pv区域23或者Pi区域24的提拉速度。

其次，在步骤S12中，对所获得的单晶硅锭施行晶片加工处理。具体而言，通过对所获得的单晶硅锭施行公知的外周研削、切片、抛光、蚀刻、镜面研磨加工的各种处理，获得具有规定厚度的硅片。

接下来的步骤S13～S16的处理是与上述的本发明的晶体缺陷的评价方法相对应的处理，省略说明。步骤S13～S16分别对应于图2的步骤S1～S4。

在接下来的步骤S17中，判定步骤S16中的晶体缺陷的评价结果是否满足规定的标准。这里，“晶体缺陷的评价结果满足规定的标准”是指，通过步骤S16中的晶体缺陷的评价特定的缺陷图案是由步骤S11中的单晶硅锭的生长条件所期待的缺陷图案，并且所特定的缺陷图案的尺寸是所期待的尺寸或者自所期待的尺寸的偏离处于可接受的范围内。

在该步骤中，当判断为晶体缺陷的评价结果满足规定的标准时，能够获得具有所期望的缺陷图案的硅片。反之，当判断为缺陷图案的评价结果不满足规定的标准时，意味着无法获得具有所期望的缺陷图案的硅片。因此，在步骤S18中变更生长条件，将上述步骤S16中的评价结果反馈给下一批次中的单晶硅锭的生长条件。

具体而言，当想要生长无缺陷区域的单晶硅时，对由所获得的晶体采取的样品施行OSF处理，当显现出盘或环的缺陷图案时，表明提拉速度的成效大。于是，在下一批次中降低晶体的提拉速度。

另一方面，对由晶体采取的样品施行Cu装饰处理，当显现出盘或环的缺陷图案时，表明提拉速度的成效小。于是，在下一批次中提高晶体的提拉速度。

在如上所述变更生长条件之后，再次进行步骤S11～S16。在步骤S17中，当评价结果不满足规定的标准时，重复进行步骤S18和步骤S11～17的处理直至满足标准。

在本发明中，在步骤S13～16中，可以抑制测定者间的偏差，进行晶体缺陷的评价，因此根据可靠性高的评价结果，可以对晶体的生长条件进行适当的反馈。

如此操作，将步骤S16中的晶体缺陷的评价结果反馈给步骤S11中的锭的生长条件，可以获得所期望的缺陷区域的单晶硅。

(晶体缺陷的评价装置)

接着，对本发明的晶体缺陷的评价装置进行说明。图9显示本发明的晶体缺陷的评价装置之一例的示意图。该图所示的评价装置1具备：摄像部11、图像处理部12、晶体缺陷评价部13、照明部14、样品台15、以及样品搬运部16。

摄像部11拍摄硅片(或其样品S)的表面以获取图像。作为该摄像部11，可以使用CMOS摄像机或CCD摄像机、行扫描摄像机。其中，优选为行扫描摄像机，由此，可以遍布图像全域在来自照明的入射光的角度几乎相同的条件下进行拍摄。

图像处理部12对通过摄像部11拍摄的图像依次施行微分处理和二值化处理。图像处理部12优选在二值化处理之后进一步进行连接处理，由此更强调缺陷图案间的图像之差，可以使缺陷图案的边界更清晰。

优选图像处理部12在二值化处理之后进一步进行连接处理，晶体缺陷评价部13根据施行了连接处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷。通过上述连接处理，更强调缺陷图案间的图像之差，可以使缺陷图案的边界更清晰。

晶体缺陷评价部13根据利用图像处理部12施行了微分处理和二值化处理的图像来评价硅片中的晶体缺陷。例如，在施行了二值化处理的图像中，可以如上所述求出相对于晶片径方向的缺陷占有率，根据该缺陷占有率特定缺陷图案，并测定其尺寸。

另外，缺陷图案的边界可以根据缺陷占有率的变化量来确定，例如，可以以缺陷占有率的变化量达到最大或最小的位置作为缺陷图案的边界。而且，在缺陷占有率的变化量达到最大或最小的位置中，当变化量的最大值超过规定的阈值时，可以以变化量的最小值低于规定的阈值的位置作为边界。

上述图像处理部12和晶体缺陷评价部13例如可以由个人计算机构成。

以下，对上述评价装置1的工作进行说明。首先，通过样品搬运脚手架16将硅片的样品S载放在样品台15上的规定位置。其次，在利用照明部14以适当的照明度照明样品S的表面的状态下，通过摄像部11拍摄样品S的表面。接着，图像处理部12对所拍摄的图像依次施行微分处理和二值化处理。然后，晶体缺陷评价部13根据施行了微分处理和二值化处理的图像来评价晶体缺陷，特定晶片中的缺陷图案，并测定其尺寸。

如此操作，利用本发明的晶体缺陷的评价装置，可以消除测定者间的测定结果的偏差，自动进行晶体缺陷的评价。

实施例

(发明例1)

首先，利用CZ法，生长了直径为300mm的COP发生区域的单晶硅锭。其次，对所生长的硅锭施行晶片加工处理，获得了硅片(厚度：1mm、电阻率：10～12Ω·cm、氧浓度：9～13×10¹⁷atoms/cm³(ASTM F121 1979))。对上述硅片施行酸系的化学蚀刻处理并进行清洗，之后施行了铜装饰处理。然后，使用Wright液对硅片施行蚀刻处理，获得了样品。

其次，使用行扫描摄像机(DALSA制造、型号：P2-2X-04K40)扫描以上述方式获得的样品，获取一维图像，连接所获取的一维图像，从而获得了256等级的二维图像。

接着，对以上述方式获得的图像施行微分处理(Sobel)和二值化处理(阈值为40)，获得了缺陷图像。

接着，使用本发明的晶体缺陷评价装置，以缺陷图像中的缺陷占有率的变化量达到最大或最小的位置作为缺陷图案的边界进行特定，自动地测定了缺陷图案的尺寸。所获得的结果示于表1。

[表1]

(现有例1)

与发明例1同样，评价了硅片的样品中的晶体缺陷。但是，并未进行图像的拍摄～图像处理，而是由5名测定者目测观察处理后的样品的表面，进行了晶体缺陷的评价。其他条件与发明例1完全相同。所获得的结果示于表1。

(发明例2)

与发明例1同样，评价了硅片的样品中的晶体缺陷。但是，硅片采取自位错团区域的单晶硅。其他条件与发明例1完全相同。所获得的结果示于表1。

(现有例2)

与现有例1同样，评价了硅片的样品中的晶体缺陷。但是，硅片采取自位错团区域的单晶硅。其他条件与现有例1完全相同。所获得的结果示于表1。

(发明例3)

与发明例1同样，评价了硅片的样品中的晶体缺陷。但是，硅片采取自无COP和位错团的区域的单晶硅。另外，在铜装饰处理之前，对硅片施行了750℃～900℃下3小时+1000℃～1150℃下16小时的热处理。其他条件与发明例1完全相同。所获得的结果示于表1。

(现有例3)

与现有例1同样，评价了硅片的样品中的晶体缺陷。但是，硅片采取自无COP和位错团的区域的单晶硅。其他条件与现有例1完全相同。所获得的结果示于表1。

由表1明确了：在发明例1～3中，偏差几乎为0。由此可知：根据本发明，在硅片中的晶体缺陷的评价中，可以大幅抑制测定者间的评价结果的偏差。

产业实用性

根据本发明，可以抑制测定者间的评价结果的偏差，进行晶体缺陷的评价，因此在半导体产业中有用。

符号说明

1：晶体缺陷的评价装置；

11：摄像部；

12：图像处理部；

13：晶体缺陷评价部；

14：照明部；

15：样品台；

16：样品搬运部；

21：COP发生区域；

22：OSF潜在核区域；

23：氧析出促进区域；

24：氧析出抑制区域；

25：位错团区域；

S：样品。

Claims (15)

1.晶体缺陷的评价方法，其特征在于：对硅片施行使该硅片中的晶体缺陷显现化的处理，其次拍摄上述硅片的表面以获取图像，然后对上述图像依次施行微分处理和二值化处理，根据施行了上述二值化处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

2.权利要求1所述的晶体缺陷的评价方法，其中，在上述二值化处理之后进一步施行连接处理，根据施行了上述连接处理的图像进行上述晶体缺陷的评价。

3.权利要求1或2所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述使晶体缺陷显现化的处理包括选择蚀刻处理。

4.权利要求3所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述使晶体缺陷显现化的处理进一步包括热处理和铜装饰处理中的至少一种。

5.权利要求1或2所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述拍摄使用行扫描摄像机来进行。

6.权利要求1或2所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述晶体缺陷图案的评价根据相对于晶片径方向的缺陷占有率来进行。

7.权利要求6所述的晶体缺陷的评价方法，其中，上述晶体缺陷图案的评价是根据上述缺陷占有率的变化量来进行上述晶体缺陷图案的特定及其尺寸的测定。

8.硅片的制造方法，其特征在于：在规定的生长条件下生长单晶硅锭，其次对上述单晶硅锭施行晶片加工处理以获得硅片，然后对上述硅片利用权利要求1～7中任一项所述的晶体缺陷的评价方法来评价上述硅片中所含的晶体缺陷；

将上述晶体缺陷的评价结果反馈给上述规定的生长条件。

9.权利要求8所述的硅片的制造方法，其中，上述规定的生长条件是指上述单晶硅锭的提拉速度。

10.权利要求8或9所述的硅片的制造方法，其中，上述单晶硅锭的生长通过直拉法来进行。

11.晶体缺陷的评价装置，其特征在于，具备：

摄像部，其拍摄硅片的表面以获取图像；

图像处理部，其对上述图像依次施行微分处理和二值化处理；以及

晶体缺陷评价部，其根据施行了上述二值化处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

12.权利要求11所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述图像处理部在上述二值化处理之后进一步进行连接处理，上述晶体缺陷评价部根据施行了上述连接处理的图像来评价上述硅片中的晶体缺陷。

13.权利要求11或12所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述摄像部为行扫描摄像机。

14.权利要求11或12所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述晶体缺陷评价部根据相对于晶片径方向的缺陷占有率来评价上述硅片中的晶体缺陷。

15.权利要求14所述的晶体缺陷的评价装置，其中，上述晶体缺陷评价部根据上述缺陷占有率的变化量来进行上述晶体缺陷图案的特定及其尺寸的测定。