DE102009044458B4

DE102009044458B4 - Analyseverfahren zum Analysieren eines Halbleiterwafers

Info

Publication number: DE102009044458B4
Application number: DE102009044458.0A
Authority: DE
Inventors: Kai Petter; Patrick Clemens
Original assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Current assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2029-11-07
Also published as: DE102009044458A1

Abstract

Analyseverfahren zum Analysieren eines Halbleiterwafers, umfassend die folgenden Schritte:- Bereitstellen (31) eines Halbleiterwafers mit einer unpolierten Waferoberfläche;- Texturieren (33) mindestens eines Waferoberflächenbereichs (71) der unpolierten Waferoberfläche des Halbleiterwafers mittels eines den Waferoberflächenbereich (71) ätzenden Texturierverfahrens derart, dass der Waferoberflächenbereich (71) zur Verwendung als texturierte Lichteinfallfläche einer Solarzelle ausgebildet wird;- Aufnehmen (35) einer Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) und- Auswerten (37) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) zur Charakterisierung des kristallinen Aufbaus des Halbleiterwafers, wobei eine Verteilung von Kristalldefekten abgelesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Halbleiterwafers, insbesondere bei der Herstellung von Halbleiterwafer-Solarzellen.
Bei der Herstellung einer modernen Solarzelle aus einem Halbleiterwafer wird üblicherweise die Oberfläche des Halbleiterwafers, die als Lichteinfallsfläche der Solarzelle bestimmt ist, derart bearbeitet, dass sich ihre Reflektivität vermindert. Dies hat zur Folge, dass mehr Licht in die Solarzelle eindringt, was zu einer spürbaren Steigerung der Effizienz führt, da ein größerer Anteil des einfallenden Lichts in der Solarzelle in elektrische Energie umgesetzt wird.
Eine verbreitete Form einer solchen Oberflächenbearbeitung stellt das sogenannte Texturieren der Wafers dar. Dabei wird auf der Waferoberfläche eine Topologie aus Vertiefungen im Bereich einiger Mikrometer erzeugt. Die Reflektivitätsverminderung folgt aus der dabei erhaltenen unregelmäßigen Oberflächenstruktur. Das einfallende Licht tritt teilweise in die Vertiefungen ein und wird zwischen den Grenzflächen der Vertiefungen mehrfach reflektiert. Bei jeder Reflexion tritt ein Teil des Lichtes in das Wafermaterial ein und steigert somit die in den Wafer eindringende Lichtmenge.
Das Texturieren der Waferoberfläche kann mithilfe chemisch und/oder physikalisch wirkender Strukturierungsverfahren, beispielsweise Gravurverfahren, photoinduzierten Strukturierungsverfahren, wie zum Beispiel Laserabtragung oder Photolithographie, chemischen Nassätzverfahren oder weiteren bekannten Abtragungsverfahren erfolgen. Beispiele für verschiedene Ätzverfahren sind in der Druckschrift US 5 949 123 A näher erläutert. Auf die US 5 949 123 A wird weiterhin ausdrücklich verwiesen was die typischen Abmessungen von Topologien auf Waferoberflächenbereichen betrifft, die als Lichteinfallsflächen für Wafersolarzellen ausgebildet sind.
Bei der Herstellung von Halbleiterwafer-Solarzellen ist es von erheblicher Bedeutung, die hierfür verwendeten Halbleiterwafer auf die Dichte von Defekten in ihrem kristallinen Aufbau zu untersuchen. Der hier maßgebliche Parameter ist die Versetzungsdichte, die in der Einheit Anzahl/cm² angegeben wird. Zur Bestimmung der Versetzungsdichte sind zwei Analyseverfahren verbreitet: Das sogenannte PVScan-Verfahren (PV bezeichnet hierbei das Anwendungsgebiet der Photovoltaik) und das Abtastverfahren LBIC (Light Beam Induced Current - Lichtstrahlinduzierter Strom).
Bei dem PVScan-Verfahren wird zunächst die Waferoberfläche mittels eines aufwändigen Bearbeitungsverfahrens aufbereitet. Dieses umfasst neben Polierschritten ein oder mehrere Ätzverfahren, welche als Defektätzen bezeichnet werden. Das Defektätzen beruht auf dem Prinzip einer anisotropen Ätzung, bei der Kristalldefekte sowie unterschiedliche Kristallorientierungen der Waferoberfläche unterschiedlich stark angegriffen und abgetragen werden und somit unterschiedliche Ätzraten aufweisen. Auf diese Weise wird eine Topologie erzeugt, welche der Verteilung von Kristalldefekten auf der Waferoberfläche entspricht. Das Defektätzen kann nasschemisch mittels einer Mehrkomponenten-Lösung erfolgen, welche beispielsweise ein Oxidationsmittel wie HNO₃ zum Oxidieren der Waferoberfläche und eine Ätzlösung wie HF zum Abtragen der oxidierten Bereiche der Waferoberfläche umfasst. Weitere Lösungskomponenten können beispielsweise für die Einstellung von Ätzraten vorgesehen sein. Ein bekannter Standard für Defektätzverfahren ist in der Deutschen Industrienorm 50434 definiert. Anschließend wird die mittels Defektätzen präparierte Waferoberfläche beleuchtet und durch eine auf einem Mikroskopobjektiv montierten Kamera abgebildet, so dass auf der Abbildung die Vertiefungen und somit die Kristalldefekte als dunkle Linien und Punkte sichtbar werden. Eine solche Darstellung ist beispielhaft in 1 gezeigt.
Demgegenüber wird die Waferoberfläche beim LBIC-Verfahren mit einem Laserstrahl rasterförmig abgetastet, während zwischen der Waferober- und -unterseite ein durch den Laserstrahl induzierter Kurzschlussstrom gemessen wird. Aus den gemessenen Kurzschlussströmen kann anschließend ein Graustufenbild oder ein Falschfarbenbild erstellt werden, welches den kristallinen Aufbau des Halbleiterwafers charakterisiert, da die durch den Laserstrahl erzeugten Kurzschlussströme durch Kristalldefekte beeinflusst werden.
Während das LBIC-Verfahren aufgrund der punktweisen Abtastung sehr zeitaufwändig ist, hat auch das PVScan-Verfahren wegen der vorangehend beschriebenen Oberflächenbearbeitungsverfahren zur Vorbereitung der Wafer eine Reihe von Nachteilen. Zum einen sind die Oberflächenbearbeitungsverfahren langwierig. Ferner würde durch das Defektätzverfahren die Waferoberfläche in der Regel derart strukturiert, dass der behandelte Wafer für die Solarzellenherstellung nur noch schlecht eingesetzt werden kann. Um die Defektdichten von Halbleiterwafern bei der Solarzellenherstellung zu untersuchen, werden deshalb lediglich stichprobenartig Wafer aus einer Produktionscharge entnommen und mittels PVScan oder LBIC analysiert. Auf diese Weise lassen sich anschließend mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit Aussagen über die Defektdichte der gesamten Charge machen.
DE 60 2004 007 014 T2 beschäftigt sich damit, nach einem Texturierungsschritt den Grad der erzielten Oberflächentextur festzustellen. Hierzu wird die texturierte Oberfläche optisch bestrahlt und das reflektierte Licht gemessen.
US 2006 / 0 065 985 A betrifft ein Verfahren zur Markierung von Halbleiterwafern, um diese während der Herstellung integrierter Schaltkreise elektronisch verfolgen zu können. Hierbei wird eine Markierung in einem Randbereich des Halbleiterwafers platziert, und kann optisch ausgelesen werden.
US 5 757 474 A offenbart unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen zur Charakterisierung von Oberflächen von Solarzetten. Insbesondere werden in US 5 757 474 A verschiedene LBIC-Prozesse vorgestellt. Gemäß einer Ausführungsform wird eine optische Charakterisierung vorgenommen, bei der sowohl die gestreute als auch die gespiegelte Reflexion der Halbleiteroberfläche gemessen werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Halbleiterwafers bereitzustellen, das schnell und zuverlässig eine Charakterisierung des kristallinen Aufbaus des Halbleiterwafers erlaubt und zudem möglichst zerstörungsfrei arbeitet.
Die Aufgabe wird mittels eines Analyseverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ätzend wirkende Texturierverfahren, mit denen ein Waferoberflächenbereich texturiert werden kann, um ihn für die Verwendung als Lichteinfallfläche einer Solarzelle zu präparieren, zusätzlich dazu geeignet sind, Defekte in der Kristallstruktur des Halbleiterwafers im analysierten Waferoberflächenbereich erkennbar zu machen. Der Grund hierfür ist, dass auch diese Texturierverfahren Kristalldefekte sowie verschiedene Kristallorientierungen des behandelten Waferoberflächenbereichs mit unterschiedlichen Ätzraten angreifen und abtragen. Somit wird mittels des Texturierverfahrens auf dem Waferoberflächenbereich eine Topologie erzeugt, aus der sich die Verteilung von Kristalldefekten ablesen lässt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass mittels der Aufnahme und Auswertung einer Abbildung eines derart texturierten Waferoberflächenbereichs der kristalline Aufbau des Halbleiterwafers im Waferoberflächenbereich auf sehr einfache Weise charakterisiert werden kann.
Im Stand der Technik wird für das Texturätzen einer monokristallinen Waferoberfläche eine alkalische Ätzlösung verwendet, deren Ätzgeschwindigkeit kristallrichtungsabhängig ist, so dass auf der Waferoberfläche eine Pyramidenstruktur entsteht. Polykristalline Waferoberflächen werden hingegen aus verschiedenen Gründen typischerweise mit einer sauren Ätzlösung geätzt. Eine saure Ätzlösung ist jedoch nur dann effektiv, wenn die Kristalloberfläche Defekte aufweist, seien es nun Topologiedefekte, beispielsweise aufgrund von Sägeschäden, oder Kristalldefekte aufgrund der Polykristallinität der Waferoberfläche. Kristalldefekte eignen sich sogar noch besser als Angriffsfläche für die saure Ätzlösung. Im Stand der Technik wird versucht, die Auswirkungen dieser beiden Defektarten auf den Ätzverlauf zu separieren. Deshalb wird die Kristalloberfläche herkömmlicherweise nach dem Sägen poliert, um Sägeschäden zu vermindern. Dieser extra Polierschritt wird vorliegend weggelassen, so dass beim Texturieren des Waferoberflächenbereichs mittels des ätzenden Texturierverfahrens die Waferoberfläche des Halbleiterwafers im Wesentlichen unpoliert ist. Auf diese Weise wird ein aufwendiger und teurer Polierschritt eingespart.
Als ätzende Texturierverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten insbesondere sämtliche aus dem Stand der Technik für die Photovoltaik bekannten chemischen, insbesondere nasschemischen, Ätzverfahren. Weiterhin ist auch denkbar ein chemisch wirkendes Trockenätzverfahren aus der Gasphase heraus, beispielsweise als plasmaunterstütztes Ätzen, zu realisieren.
Eine Ätzung im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt vor, wenn im Ergebnis Wafermaterial der geätzten Waferoberflächenbereiche in anisotroper Weise chemisch und/oder physikalisch aus der Oberfläche herausgelöst wird. Die Anisotropie des Texturierverfahrens beruht darauf, dass in Bereichen hoher Defektdichte eine andere Ätzrate vorliegt als Bereiche mit vergleichsweise niedriger Defektdichte. Neben den genannten nasschemischen und trockenchemischen Ätzverfahren sind auch chemisch und physikalisch wirkende Ätzverfahren grundsätzlich einsetzbar. Dazu zählen reaktives Ionenätzen oder reaktives Ionenstrahlätzen. Es ist nicht auszuschließen, dass auch mit einem rein physikalisch wirkenden Ätzverfahren wie Ionenätzen bzw. Ionenstrahlätzen der gewünschte Effekt erzielt werden kann. Möglicherweise existieren Prozessfenster, in denen die beschleunigten Ionen in Bereichen hoher Defektdichte eine signifikant andere Ätzrate erzielen als in Bereichen niedriger Defektdichte.
Die Verwendung des ätzenden Texturierverfahrens zur Vorbereitung des Waferoberflächenbereichs für das spätere Aufnehmen der Abbildung hat den Vorteil, dass auf das Defektätzverfahren als Methode einer stichprobenartigen Analyse verzichtet werden kann. Auf diese Weise wird das Analyseverfahren erheblich vereinfacht. Da das Texturieren von Waferoberflächen in der Solarzellenproduktion mittlerweile routinemäßig durchgeführt wird, kann das Analyseverfahren bei sämtlichen Halbleiterwafern vor der Weiterverarbeitung zu Solarzellen angewendet werden. Auf diese Weise lässt sich eine große Auswahl an Halbleiterwafern in-line, das heißt innerhalb des Herstellungsverfahrens, analysieren. Vorteilhafterweise kann dies sogar bei sämtlichen Halbleiterwafern geschehen, was der Qualitätssicherung des Herstellungsprozesses zu Gute kommt. Darüber hinaus wird der Durchsatz brauchbarer Halbleiterwafer bei der Herstellung der Solarzellen erhöht, da keine Wafer für das Defektätzverfahren geopfert werden müssen.
Bei dem ätzenden Texturierverfahren handelt es sich vorzugsweise um ein saures Ätzverfahren mit einer Ätzlösung umfassend Salpetersäure (HNO₃) und Flusssäure (HF), verdünnt mit Wasser. In diesem Fall werden in der Ätzlösung vorzugsweise Konzentrationen eingestellt, die bei Verwendung einer etwa 65-prozentigen HNO₃-Lösung und einer etwa 40-prozentigen HF-Lösung einer Hinzugabe von etwa 5,2% bis 62,4% HNO₃-Lösung und etwa 0,8% bis 36,8% HF-Lösung entspricht, vorzugsweise etwa 12,35% bis 46,15% HNO₃-Lösung und etwa 3% bis 32,4% HF-Lösung, bevorzugt etwa 30% bis 45% HNO₃-Lösung und etwa 4% bis 9% HF-Lösung.
Vorzugsweise entsteht während des ätzenden Texturierverfahrens bei Verwendung einer isotropen Ätze ein Ätzabtrag von mindestens 4 bis 10 µm.
Dass die Waferoberfläche des Halbleiterwafers im Wesentlichen unpoliert ist bedeutet, dass nach dem Herstellen des Halbleiterwafers zumindest an dem vorliegend behandelten Waferoberflächenbereich kein Polierverfahren durchgeführt wurde, das die Rauhigkeit der Waferoberfläche wesentlich beeinflussen, insbesondere vermindern, kann. Unter derartigen Polierverfahren fallen sowohl mechanische als auch chemische oder chemisch-mechanische Polierverfahren. Anders ausgedrückt, wird der Halbleiterwafer unmittelbar nach dem Sägen und gegebenenfalls einem nicht ätzenden Reinigungsschritt (beispielsweise zur Entfernung von Sturryresten) dem ätzenden Texturierverfahren ausgesetzt, wobei beim Sägen entstandene Sägeschäden auf der Waferoberfläche ebenfalls nicht mittels Polierens entfernt werden.
Bevorzugt weist die im Wesentlichen unpolierte Waferoberfläche eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von mindestens etwa 0,5 µm oder eine quadratische Oberflächenrauhigkeit von mindestens etwa 0,6 µm auf. Die mittlere Rauhigkeit einer Probe in einer Dimension ist definiert als das arithmetische Mittel der Abweichung von einem Mittelwert. Die quadratische Rauhigkeit (auf Englisch: „root-mean square roughness“) einer Probe in einer Dimension ist definiert als die Standardabweichung vom Mittelwert. Die im Wesentlichen unpolierte Waferoberfläche kann auch gröbere Oberflächenunebenheiten wie beispielsweise Sägerillen aufweisen, ohne dass ein Polierschritt vor dem Texturieren notwendig ist.
Das Weglassen eines Polierschrittes hat den Vorteil, dass das Analyseverfahren wesentlich schneller und preiswerter ablaufen kann. Es entfallen die Bereitstellung chemischer und / oder mechanischer Poliermittel. Ferner braucht die Qualität der Politur der Waferoberfläche nicht überprüft zu werden. In der vorliegenden Beschreibung handelt es sich bei einem Defektätzverfahren, wie sie herkömmlicherweise für die Analyse von Halbleiterwafern eingesetzt werden, um ein Verfahren, das notwendig nach einem Polierschritt durchgeführt wird. Defektätzen wird eingesetzt, um ausschließlich die Kristalldefekte auf der Halbleiterwaferoberfläche zum Vorschein zu bringen. Demgegenüber ist beim Texturätzen im Sinne der vorliegenden Erfindung kein Polierschritt notwendig, da beim Texturätzen nicht nur Kristall- sondern auch gerade Topologiedefekte vorteilhaft ausgenutzt werden, die beispielsweise durch Sägeschäden verursacht sind.
Vorteilhafterweise folgt das Aufnehmen der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs unmittelbar auf das Texturieren des Waferoberftächenbereichs, derart, dass die durch das Texturierverfahren erzeugte Topologie des Waferoberflächenbereichs bis zum Aufnehmen der Abbildung im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Dies hat den Vorteil, dass die mittels des Texturierens erhaltene Topologie des Waferoberflächenbereichs, die mit der Kristallstruktur im analysierten Waferoberflächenbereich des Halbleiters korrespondiert, im Wesentlichen unverfälscht erfasst und anschließend der Charakterisierung zugrunde gelegt werden kann.
Alternativ kann der Waferoberflächenbereich nach dem Texturieren des Waferoberflächenbereichs und vor dem Aufnehmen der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs zweckmäßigerweise Oberflächenbearbeitungsverfahren unterworfen werden, welche die Topologie der Waferoberfläche im Wesentlichen unbeeinflusst lassen. Derartige Oberflächenbearbeitungsverfahren können beispielsweise auch Oberflächenabtragungsverfahren umfassen, insoweit diese die Oberflächentopologie im Wesentlichen erhalten, beispielsweise isotrop wirkende Abtragungsverfahren.
Bevorzugterweise umfasst das Oberflächenbearbeitungsverfahren ein Auftragen von Dünnschichten auf den Waferoberflächenbereich und / oder ein Dotieren einer Schicht unterhalb des Waferoberflächenbereichs. Derartige Oberflächenbearbeitungsverfahren können beispielsweise Teil des Solarzellen-Herstellungsverfahrens sein. Solche Dünnschichten können jedoch auch teilweise oder ausschließlich dazu dienen, den Kontrast der anschließend aufzunehmenden Abbildung zu erhöhen.
Zweckmäßigerweise wird eine digitale Abbildung des Waferoberflächenbereichs aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass die Abbildung mittels digitaler Verarbeitungsmittel speicherbar und auswertbar ist.
Vorzugsweise wird die digitale Abbildung in Graustufen oder Falschfarben dargestellt und gespeichert. Hierzu können die Abbildungen bereits als Graustufenbilder aufgenommen sein, oder sie können nach der Aufnahme mittels eines Graustufen-Filters bearbeitet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden den Graustufen oder Falschfarben empirisch ermittelte Größenordnungen von Versetzungsdichten zugeordnet. Die Zuordnung kann manuell oder auch teilweise oder vollständig automatisch erfolgen.
Zweckmäßigerweise wird bei der Auswertung der digitalen Abbildung ein Versetzungsdichte-Datensatz generiert, der sich in ein Informationsverarbeitungssystem für die Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Halbleiterwafer-Solarzellen einspeisen lässt. Der Versetzungsdichte-Datensatz umfasst vorzugsweise Daten zur Kennzeichnung des kristallinen Aufbaus im Hinblick auf die Versetzungsdichten des analysierten Halbleiters.
Vorteilhafterweise wird beim Auswerten der digitalen Abbildung eine auf dem Waferoberflächenbereich oder auf der Kante des Wafers vorhandene Markierung ausgelesen, die den Halbleiterwafer für die Qualitätskontrolle im Herstellungsprozess individualisiert. Eine derartige Markierung kann mittels (opto-)mechanischer Verfahren auf der Waferoberfläche oder in der Waferkante gebildet sein, beispielsweise mittels einer Lasergravur.
Eine weitere Variante des Verfahrens sieht vor, dass durch das vorliegende Verfahren ermittelte Daten betreffend die Versetzungsdichten im analysierten Waferoberflächenbereich, in einem nachfolgenden Markierungsschritt auf der Waferoberfläche oder an der Waferkante als automatisiert auslesbare Markierung aufgebracht werden. Dies kann durch eine Lasergravur erfolgen.
Das Aufnehmen der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs umfasst in vorteilhaften Ausführungsformen ein rasterförmiges oder ein flächiges Bestrahlen des texturierten Waferoberflächenbereichs mittels einer oder mehrerer Lichtquellen und ein Erfassen des vom texturierten Waferoberflächenbereich reflektierten Lichts. Hierzu können beispielsweise eine oder mehrere Laserlichtquellen eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich können nicht-kohärente Lichtquellen verwendet werden.
Für die Beleuchtung werden vorzugsweise Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen eingesetzt.
Vorteilhaft ist die Bestrahlen des texturierten Waferoberflächenbereichs mittels einer oder mehrerer zeitlich und / oder räumlich im Wesentlichen inkohärenter Lichtquellen. Mit anderen Worten, es wird bei dieser Ausführungsform des Analyseverfahrens keine Laserlichtquelle verwendet. Dies hat den Vorteil, dass der Aufwand für das Verfahren vermindert wird. Statt einer Laserlichtquelle können beispielsweise natürliches Tageslicht, eine thermische Lichtquelle, Gasentladungslichtquelle oder dergleichen eingesetzt werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, eine Mehrzahl von Abbildungen bei unterschiedlichen Wellenlängen und/oder bei unterschiedlichen Orientierungen zwischen der Kamera und der einen oder den mehreren Lichtquellen aufzunehmen. Abbildungen bei unterschiedlichen Orientierungen und ansonsten gleichen Parametern lassen sich bevorzugt miteinander verrechnen, beispielsweise bei einer Mittelwertbildung. Es eignen sich alle Arten von CCD-Kameras, insbesondere Zeilenkameras, um hochauflösende Bilder zu generieren.
Werden vom gleichen Waferoberflächenbereich mehrere Abbildungen bei Bestrahlung mittels unterschiedlichen Wellenlängen und / oder bei unterschiedlichen Bestrahlungswinkeln aufgenommen, so kann die Auswertung dieser mehreren Abbildungen auch in Kombination erfolgen. Hierdurch kann eine genauere Charakterisierung des kristallinen Aufbaus des Waferoberflächenbereichs erfolgen.
Vorteilhafterweise wird der texturierte Waferoberflächenbereich mittels der einen oder der mehreren Lichtquellen im Wesentlichen gleichförmig ausgeleuchtet. Das bedeutet, dass im Wesentlichen alle Punkte auf dem Waferoberflächenbereich im Wesentlichen die gleiche Beleuchtungsintensität erfahren.
Das Ausleuchten des texturierten Waferoberflächenbereichs mittels der einen oder der mehreren Lichtquellen erfolgt vorzugsweise im Wesentlichen sphärisch. Das bedeutet, dass der Waferoberflächenbereich im Wesentlichen aus allen Richtungen des Halbraums oberhalb der Waferoberfläche bestrahlt wird, wobei zweckmäßigerweise die Beleuchtungsintensität aus allen Richtungen im Wesentlichen gleich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das von dem texturierten Waferoberflächenbereich reflektierte Licht mittels einer Kamera oder mittels einer Scaneinrichtung in einem Scanvorgang erfasst. Hierfür können auch handelsübliche Scanner verwendet werden, beispielsweise Flachbettscanner. Ansonsten eignen sich grundsätzlich alle Arten von Kameras, bevorzugt Digitalkameras, die beispielsweise als Zeilenkameras zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise umfasst das Auswerten der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs ein pixelweises Umwandeln der Abbildung in ein Graustufenbild, wobei Graustufenbereiche des Graustufenbildes anhand einer Zuordnungstabelle jeweils Versetzungsdichtebereichen im kristallinen Aufbau des Halbleiterwafers zugeordnet werden. Diese Zuordnungstabelle kann zur Eichung des Analyseverfahrens herangezogen werden.
Das Texturieren umfasst in bevorzugten Ausführungsformen ein Eintauchen des Halbleiterwafers mit dem Waferoberflächenbereich in eine Texturätzlösung oder ein plasmaunterstütztes Ätzen des Waferoberflächenbereichs in der Gasphase. Die nasschemische Variante, regelmäßig auch als „saure Textur“ bezeichnet, kann als Texturätzlösung beispielsweise Flusssäure (HF), HNO3 und Wasser umfassen. Andere Texturen können auf Natriumhydroxid (NaOH) oder auf Kaliumhydroxid (KOH) basieren. Vorteilhafterweise kann die Texturätzlösung in allen Fällen zur Erhöhung der Abtragungsgeschwindigkeit erwärmt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Texturieren ein Bearbeiten des Waferoberflächenbereichs mit einer Oxidationslösung zur Oxidierung des Halbleiters umfassen, wobei oxidierte Teilbereiche anschließend mittels einer Ätzlösung abgetragen werden.
Als eine mögliche Alternative zum Eintauchen in eine Lösung kann die Lösung auf den Waferoberflächenbereich aufgetragen werden, beispielsweise mittels Besprühen. Sowohl in diesem Fall als auch beim Eintauchen kann das Texturieren des Waferoberflächenbereichs bei horizontal orientiertem Wafer erfolgen, so dass eine Kompatibilität mit vorhandenen in-line Ätzsystemen sichergestellt ist.
Weitere Merkmale und Eigenschaften des Analyseverfahrens werden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele verdeutlicht.
Es zeigt:

1 eine mit einem PVScan-Verfahren aufgenommene Abbildung eines Waferoberflächenbereichs nach einer Defektätzung in vergrößerter Darstellung;
2 eine Abbildung eines texturierten Waferoberflächenbereichs in vergrößerter Darstellung;
3 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Analyseverfahrens gemäß einer Ausführungsform;
4 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Analyseverfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 ein Grauwerte-Histogramm einer Abbildung für eine texturierte Waferoberfläche;
6 das Grauwerte-Histogramm aus der 5 in reduzierter Form und
7 eine schematische Darstellung eines Aufbaus zur Aufnahme einer Abbildung eines texturierten Waferoberflächenbereichs.

1 und 2 zeigen Abbildungen von Oberflächenbereichen von Halbleiterwafern, welche für die Herstellung von Solarzellen vorgesehen waren. Beide Abbildungen sind in etwa 50-facher Vergrößerung dargestellt, um Details besser sichtbar zu machen.
Die in 1 gezeigte Abbildung wurde mittels eines herkömmlichen PVScan-Verfahrens aufgenommen, nachdem die Waferoberfläche einem DefektätzVerfahren unterzogen wurde. Die punkt- und linienförmigen dunklen Bereiche in der Abbildung stellen Vertiefungen in der Waferoberfläche dar.
Zum Vergleich zeigt 2 eine im Rahmen des erfindungsgemäßen Analyseverfahrens aufgenommene Abbildung. Vor Aufnahme der Abbildung wurde der Waferoberflächenbereich mittels eines Texturierverfahrens, in diesem Fall mittels einer sauren Textur, derart texturiert, dass der Waferoberflächenbereich zur Verwendung als texturierte Lichteinfallfläche einer Solarzelle ausgebildet wird. Die hier dargestellte Abbildung wurde mittels einer Scaneinrichtung, nämlich eines Flachbettscanners, aufgenommen, indem der Halbleiterwafer mit der texturierten Oberfläche auf die Scanfläche der Scaneinrichtung gelegt wurde, um eine digitale Abbildung zu erhalten. Die digitale Abbildung kann von vornherein als Graustufenbild aufgenommen werden. Alternativ ist eine Farbaufnahme möglich, welche anschließend in ein Graustufenbild umgewandelt und als ein solches gespeichert wird. Die Grauwerte des so erzeugten Graustufenbildes korrelieren mit den an den zugehörigen Orten auf der Waferoberfläche vorherrschenden topologischen Höhen.
Auch in der 2 sind dunkle Punkte und Linien erkennbar, welche Vertiefungen auf der Waferoberfläche entsprechen. Aus dem vorliegenden Vergleich zwischen den Abbildungen des PVScan-Verfahrens und der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs ergibt sich, dass letztere Abbildung für eine Charakterisierung des Kristallaufbaus oder kristallinen Aufbaus von Halbleiterwafern herangezogen werden kann. Diese Schlussfolgerung ist durch umfangreiche Vergleiche der Ergebnisse herkömmlicher Analyseverfahren, wie beispielsweise dem in der Beschreibungseinleitung erläuterten LIBC-Verfahren, und dem erfindungsgemäßen Verfahren bestätigt worden. Die beiden Verfahren wurden dazu an identischen Wafern durchgeführt.
Eine Ausführungsform eines Analyseverfahrens 30, welches diese Erkenntnis nutzt, ist in der 3 als Blockdiagramm dargestellt. Hierbei wird zunächst in einem ersten Schritt 31 ein Halbleiterwafer mit einer Waferoberfläche bereitgestellt. In einem weiteren Schritt 33 wird eine Oberfläche des Halbleiterwafers in einem chemisch ätzend wirkenden Texturierverfahren texturiert. Hierzu können alle aus dem Stand der Technik bekannten nass- und trockenchemisch ätzend wirkenden Texturierverfahren herangezogen werden, mit denen eine Oberflächenbehandlung derart erfolgt, dass die behandelte Waferoberfläche bei der fertigen Solarzelle als texturierte Lichteinfallfläche verwendet werden kann. Vorliegend wurde eine nasschemische saure Textur durchgeführt.
In einem nächsten Schritt 35 wird von der texturierten Waferoberfläche eine Abbildung aufgenommen, welche in einem weiteren Schritt 37 ausgewertet wird. Die Verfahrensschritte 35 und 37 betreffend das Aufnehmen und Auswerten der Abbildung werden nachfolgend im Detail erläutert.
In 4 ist ein weiteres Analyseverfahren 40 dargestellt, das sich von dem in 3 gezeigten Analyseverfahren 30 durch einen zusätzlichen Verfahrensschritt 41 unterscheidet, bei dem die texturierte Waferoberfläche nach dem Texturierschritt 33 und vor dem Aufnahmeschritt 35 Oberflächenbearbeitungsverfahren unterzogen wird. Derartige Oberflächenbearbeitungsverfahren können jegliche Verfahren umfassen, welche die Topologie der texturierten Waferoberfläche im Wesentlichen unbeeinflusst lassen. Diese schließen beispielsweise ein Auftragen von Dünnschichten, vorzugsweise mittels isotroper Auftragungsverfahren, sowie Dotierverfahren mit ein. Außerdem können die Oberflächenbearbeitungsverfahren Abtragungsverfahren umfassen, welche zumindest die Tiefenverhältnisse der Vertiefungen auf der Waferoberfläche in Bezug auf eine Oberflächenebene, aber bevorzugterweise die Topologie selbst, unbeeinflusst lassen.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Auswerteverfahren (Schritt 37 in 3 und 4) für die Auswertung der in Schritt 35 aufgenommenen Abbildung beschrieben. Nachdem die digitale Abbildung als Graustufenbild vorliegt, wird hieraus ein Histogramm erstellt. Ein solches Histogramm ist in der 5 wiedergegeben. Dort sind auf der Abszisse die in der digitalen Abbildung enthaltenen Grauwerte aufgetragen, wobei niedrigere Grauwertzahlen dunkleren und höhere Grauwertzahlen helleren Bereichen der Abbildung zugeordnet sind. Vorliegend liegt die Abbildung als 8-Bit Graustufenbild vor, so dass theoretisch 256 Grauwerte möglich sind. Es können jedoch auch andere Graustufenbildformate verwendet werden, beispielsweise um eine genauere Analyse zu erhalten.
Aus der 5 ist erkennbar, dass sich das Histogramm im Wesentlichen über einen lediglich begrenzten Grauwertbereich erstreckt, welcher zwischen einer unteren Grenze 51 und einer oberen Grenze 52 liegt, die in der 5 durch vertikale Balken gekennzeichnet sind. 6 zeigt das Histogramm aus der 5 in reduzierter Form. Diese Form wurde erzeugt, indem die Histogrammwerte verworfen wurden, welche zu den außerhalb des begrenzten Grauwertbereichs liegenden Grauwerten gehören. Die verbleibenden Werte wurden dann entlang der Abszisse gestreckt, das heißt auf alle 8-Bit Werte. Aufgrund des diskreten Charakters des ursprünglichen Histogramms aus der 5 erscheinen nun Lücken in dem reduzierten Histogramm in der 6. Ein zu dem reduzierten Histogramm gehörendes Graustufenbild hat einen erhöhten Kontrast, weil die auf dem Graustufenbild sichtbaren Details den gesamten zur Verfügung stehenden Graustufenbereich nutzen. Mit anderen Worten, das reduzierte Histogramm kann auch erzeugt werden, indem der Kontrast des Graustufenbildes erhöht wird.
Das Histogramm und insbesondere das reduzierte Histogramm geben Aufschluss über die Kristallstruktur im analysierten Waferoberflächenbereich des Halbleiters. Beispielsweise unterscheiden sich Histogramme von Wafern unterschiedlicher Oberflächenqualität in ihrer Breite beziehungsweise im Anstiegsverhalten an den Flanken der Histogrammkurve. Um eine quantitative Auswertung zu erhalten, werden wie nachfolgend beschrieben Falschfarbdarstellungen erstellt.
Hierzu werden für eine zu untersuchende Waferoberfläche die Graustufenwerte aus dem zugehörigen Histogramm oder vorzugsweise aus dem reduzierten Histogramm in Gruppen eingeteilt und diesen Gruppen Farbwerte zugeordnet. Beispielsweise erhalten die Graustufenwerte in dem Intervall von 0 bis 99 die Farbzuordnung „rot“ und die Graustufenwerte in dem Intervall 100 bis 150 die Farbzuordnung „orange“ usw. Anschließend kann das Graustufenbild in ein Falschfarbenbild umgewandelt werden, indem anstelle der Graustufen in den jeweiligen Intervallen die zugeordneten Farben eingesetzt werden. Derartige Falschfarbenbilder erlauben es, mit einem Blick eine qualitative Aussage über die Verteilung der Defektdichte im Bereich des analysierten Waferoberflächenbereichs zu machen.
Anschließend können mittels herkömmlicher Analyseverfahren die Wafer, von deren Oberflächen wie oben beschrieben Falschfarbenbilder erstellt wurden, analysiert werden, um quantitative Aussagen über die Kristall-Versetzungsdichten zu erhalten und damit das vorliegende Analyseverfahren zu eichen. Vorliegend wurde das PVScan-Verfahren verwendet.

Zunächst wurden zwei Wafer ausgewählt, welche sich vor dem Heraussägen in einem Halbleiter-Rohling in enger Nachbarschaft zueinander befanden. Dadurch ist sichergestellt, dass sich die Kristallstrukturen der analysierten Waferoberflächenbereiche der beiden ausgewählten Wafer nicht wesentlich unterscheiden. Eine Oberfläche eines der Wafer wurde dann mittels saurer Textur texturiert und hiervon wie vorangehend beschrieben ein Falschfarbenbild erstellt. Der andere der beiden Wafer wurde als Vergleichswafer dem PVScan-Verfahren unterzogen, um anschließend ein Mikroskopfoto zu erhalten. Mittels eines Bildverarbeitungsprogramms wurden die in dem Mikroskopfoto sichtbaren Kristall-Versetzungen ausgezählt und so für Waferoberflächenbereiche Versetzungsdichten ermittelt. Durch Vergleich des Mikroskopfotos mit dem Falschfarbenbild wurden schließlich den ermittelten Versetzungsdichten die Farben aus dem Falschfarbenbild zugeordnet. Die Zuordnung der Farben zu den Versetzungsdichten ist für unterschiedliche Waferproben W1 bis W10 in der folgenden Zuordnungstabelle eingetragen, wobei die Versetzungsdichten in cm^-2 angegeben sind. In der Tabelle sind einzelne Werte von Versetzungsdichten jeweils einer Farbe zugeordnet. Dies ist jedoch so zu verstehen, dass sinnvolle Wertebereiche um die angegebenen Werte herum den einzelnen Farben zugeordnet werden müssen.

	Rot	Orange	Gelb	Grün	Blau
W1	≥ 1 × 10⁷	2,0 × 10⁶	1,4 × 10⁵	1,5 × 10⁴	7,8 × 10³
W2	≥ 1 × 10⁷	3,6 × 10⁶	1,1 × 10⁵	1,9 × 10⁴	< 8 × 10³
W3	≥ 1 × 10⁷	2,4 × 10⁶	3,6 × 10⁵	7,8 × 10³	< 8 × 10³
W4	≥ 1 × 10⁷	4,3 × 10⁶	7,8 × 10⁵	1,4 × 10⁴	< 8 × 10³
W5	≥ 1 × 10⁷	2,3 × 10⁶	6,9 × 10⁵	1,6 × 10⁴	< 8 × 10³
W6	≥ 1 × 10⁷	3,2 × 10⁶	4,3 × 10⁵	7,8 × 10⁴	2,1 × 10⁴
W7	≥ 1 × 10⁷	5,5 × 10⁶	7,5 × 10⁵	9,8 × 10⁴	1,7 × 10⁴
W8	≥ 1 × 10⁷	7,3 × 10⁶	8,7 × 10⁵	9,7 × 10⁴	3,5 × 10³
W9	≥ 1 × 10⁷	7,3 × 10⁶	6,9 × 10⁵	1,6 × 10⁵	5,2 × 10³
W10	≥ 1 × 10⁷	6,3 × 10⁶	8,7 × 10⁵	8,9 × 10⁴	1,7 × 10⁴

Durch das PVScan-Verfahren können Versetzungdichten von größer als 1 × 10⁷ cm^-2 nicht erfasst werden. In dem Falschfarbenbild sind die zugehörigen Bereiche rot dargestellt. Aus dem Vergleich ergibt sich, dass die roten, orangen und auch die gelben Bereiche in den Falschfarbenbildern jene sind, die auf der Waferoberfläche derart hohen Versetzungsdichten entsprechen, dass diese negativen Einfluss auf die Ladungsträgerlebensdauer im Halbleitermaterial haben und folglich auch auf das Verhalten der fertigen Solarzelle beeinflussen. Durch einfaches Ermitteln des Anteils dieser Farben in den Falschfarbenbildem kann die Kristallstruktur im analysierten Waferoberflächenbereich des Halbleiters, aus dem der Wafer gebildet ist, charakterisiert werden. Darüber hinaus können die ermittelten Farbanteile für unterschiedliche Wafer aus derselben Charge eines Herstellers oder für unterschiedliche Hersteller miteinander verglichen werden. Dadurch lässt sich im Hinblick auf die Versetzungsdichte die Qualität jedes Wafers auf einfache Weise beurteilen und im Rahmen des Qualitätsmanagements protokollieren und auswerten.
Wird nach der Texturierung des Waferoberflächenbereichs eines ersten Wafers eine Abbildung mittels eines Flachbettscanners aufgenommen und diese Abbildung mit Abbildungen verglichen, welche mittels des LBIC-Verfahrens vom gleichen Wafer gemacht wurden, so können sich markante Differenzen zwischen der Flachbettscanner-Abbildung und der LBIC-Abbildung ergeben. Diese Differenzen zeigen sich in der Regel als Strukturen, welche in der Flachbettscanner-Abbildung auftauchen aber in der LBIC-Abbildung nicht sichtbar sind. Bei derartigen Strukturen kann es sich um sogenannte Twins oder Zwillingsgrenzen handeln, also jeweils um eine Grenzfläche zwischen zwei Teilen eines Kristallzwillings.
Zwillingsgrenzen sind auf LBIC-Abbildungen nicht sichtbar, da sie keinen Einfluss auf die Lebensdauer von Ladungsträgern im Halbleiter haben und somit für die hieraus hergestellten Solarzellen unschädlich sind. Sie tauchen jedoch bei Abbildungen, welche nach dem Texturieren der Waferoberfläche bei bestimmten Beleuchtungen aufgenommen wurden auf, somit auch oft bei Verwendung eines Flachbettscanners. Wenn Zwillingsgrenzen in den Abbildungen sichtbar sind, wird die vorangehend beschriebene Auswertung der Abbildung verfälscht, da die Zwillingsgrenzen in der Auswertung wie alle anderen Kristalldefekte behandelt werden und die ermittelten Versetzungsdichtewerte künstlich erhöhen. Um Zwillingsgrenzen in den Abbildungen bereits beim Aufnehmen zu unterdrücken, sind bestimmte Beleuchtungsaufbauten vorteilhaft. Solche Beleuchtungsaufbauten können auch nützlich sein, andere Artefakte ebenso zu vermindern oder zu unterdrücken. 7 zeigt eine Variante eines Aufbaus 70 zur Aufnahme einer Abbildung eines Waferoberflächenbereichs 71 in schematischer Darstellung. Der Waferoberflächenbereich 71 wird mittels einer Lichtquelle 72 beleuchtet, während eine über dem Waferoberflächenbereich 71 angeordnete Kamera 73 eine Abbildung aufnimmt. Die Kamera 73 kann auf einem Mikroskopobjektiv (nicht dargestellt) aufgesetzt sein. Eine gestrichelte Linie 74 deutet die Richtung der Lichtstrahlen von der Lichtquelle 72 auf den Waferoberflächenbereich 71 an. Die Beleuchtung erfolgt unter einem Azimutwinkel φ und einem Polarwinkel θ.
Bei einer Beleuchtung mittels einer einzigen Lichtquelle 72 unter einem bestimmten Beleuchtungswinkel erscheinen in der aufgenommenen Abbildung einige Zwillingsgrenzen als dunkle Strukturen, während sie bei anderen Beleuchtungswinkel als helle Strukturen erscheinen. Bei wiederum anderen Beleuchtungswinkeln verschmelzen die zu den Zwillingsgrenzen gehörenden Strukturen mit dem Hintergrund der umgebenden Waferoberfläche. Die in den Abbildungen nicht erscheinenden Zwillingsgrenzen beeinflussen die Versetzungsdichtemessungen nicht. Dies gilt im Wesentlichen auch für als helle Strukturen erscheinende Zwillingsgrenzen, da bei der Auswertung der Abbildungen die hellen Strukturen niedrigen Versetzungsdichten zugeordnet werden.
Die Beleuchtungswinkel können deshalb für jede Zwillingsgrenze auf der Waferoberfläche so eingestellt werden, dass diese die Auswertung nicht beeinflusst. Aus der obigen Überlegung geht hervor, dass die Beleuchtung vorzugsweise mit mehreren Lichtquellen derart erfolgt, dass der Waferoberflächenbereich 71 im Wesentlichen sphärisch ausgeleuchtet ist. Ein sphärisches Ausleuchten bedeutet, dass für einen bestimmten Punkt des Waferoberflächenbereichs 71 die Beleuchtung aus allen jeweils durch einen Azimutwinkel φ und einen Polarwinkel θ gekennzeichneten Richtungen gleichförmig ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Waferoberflächenbereich 71 mittels der Lichtquelle 72 oder der mehreren Lichtquellen gleichförmig ausgeleuchtet wird. Das bedeutet, dass jeder Punkt des Waferoberflächenbereichs 71 im Wesentlichen die gleiche Lichtleistung erhält. Ein ungleichmäßiges Ausleuchten des Waferoberflächenbereichs 71 könnte bei der Auswertung der Abbildung zu verfälschten Ergebnissen führen.

Claims

Analyseverfahren zum Analysieren eines Halbleiterwafers, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen (31) eines Halbleiterwafers mit einer unpolierten Waferoberfläche; - Texturieren (33) mindestens eines Waferoberflächenbereichs (71) der unpolierten Waferoberfläche des Halbleiterwafers mittels eines den Waferoberflächenbereich (71) ätzenden Texturierverfahrens derart, dass der Waferoberflächenbereich (71) zur Verwendung als texturierte Lichteinfallfläche einer Solarzelle ausgebildet wird; - Aufnehmen (35) einer Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) und - Auswerten (37) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) zur Charakterisierung des kristallinen Aufbaus des Halbleiterwafers, wobei eine Verteilung von Kristalldefekten abgelesen wird.
Analyseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unpolierte Waferoberfläche eine mittlere Oberflächenrauhigkeit von mindestens etwa 0,5 µm oder eine quadratische Oberflächenrauhigkeit von mindestens etwa 0,6 µm aufweist.
Analyseverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen (35) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) unmittelbar auf das Texturieren (33) des Waferoberflächenbereichs (71) folgt, derart, dass die durch das Texturierverfahren erzeugte Topologie des Waferoberflächenbereichs (71) bis zum Aufnehmen (35) der Abbildung unbeeinflusst bleibt.
Analyseverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Waferoberflächenbereich (71) nach dem Texturieren (33) des Waferoberflächenbereichs (71) und vor dem Aufnehmen (35) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) Oberflächenbearbeitungsverfahren (41) unterworfen wird, welche die Topologie der Waferoberfläche unbeeinflusst lassen.
Analyseverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbearbeitungsverfahren (41) ein Auftragen von Dünnschichten auf den Waferoberflächenbereich (71) und / oder ein Dotieren einer Schicht unterhalb des Waferoberflächenbereichs (71) umfasst.
Analyseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine digitale Abbildung des Waferoberflächenbereichs (71) aufgenommen wird.
Analyseverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Abbildung in Graustufen oder Falschfarben dargestellt und / oder gespeichert wird.
Analyseverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Graustufen oder Falschfarben empirisch ermittelte Größenordnungen von Versetzungsdichten zugeordnet werden.
Analyseverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung (37) der digitalen Abbildung ein Versetzungsdichte-Datensatz generiert wird, der sich in ein Informationsverarbeitungssystem für die Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Halbleiterwafer-Solarzellen einspeisen lässt.
Analyseverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten (37) der digitalen Abbildung eine auf dem Waferoberflächenbereich (71) oder an einer Waferkante vorhandene Markierung ausgelesen wird, die den Halbleiterwafer für die Qualitätskontrolle im Herstellungsprozess individualisiert.
Analyseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen (35) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) ein rasterförmiges oder ein flächiges Bestrahlen des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) mittels einer oder mehrerer Lichtquellen (72) und ein Erfassen des vom texturierten Waferoberflächenbereich (71) reflektierten Lichts umfasst.
Analyseverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) mittels einer oder mehrerer zeitlich und / oder räumlich inkohärenter Lichtquellen (72) erfolgt.
Analyseverfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der texturierte Waferoberflächenbereich (71) mittels der einen oder der mehreren Lichtquellen (72) gleichförmig ausgeleuchtet wird.
Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der texturierte Waferoberflächenbereich (71) mittels der einen oder der mehreren Lichtquellen (72) sphärisch ausgeleuchtet wird.
Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem texturierten Waferoberflächenbereich (71) reflektierte Licht mittels einer Kamera (73) oder mittels einer Scaneinrichtung in einem Scanvorgang erfasst wird.
Analyseverfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Abbildungen bei unterschiedlichen Wellenlängen und/oder bei unterschiedlichen Orientierungen zwischen der Kamera (73) und der einen oder den mehreren Lichtquellen (72) aufgenommen werden.
Analyseverfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Abbildungen bei der Auswertung (37) miteinander verrechnet wird.
Analyseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten (37) der Abbildung des texturierten Waferoberflächenbereichs (71) ein pixelweises Umwandeln der Abbildung in ein Graustufenbild umfasst, wobei Graustufenbereiche des Graustufenbildes anhand einer Zuordnungstabelle jeweils Versetzungsdichtebereichen im kristallinen Aufbau des Halbleiterwafers zugeordnet werden.
Analyseverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Texturieren (33) ein Eintauchen des Halbleiterwafers mit dem Waferoberflächenbereich (71) in eine Texturätzlösung oder ein plasmaunterstütztes Ätzen des Waferoberflächenbereichs (71) umfasst.