JP2003161704A - 半導体ウェーハの欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体ウェーハの表面に存在する欠陥の検出
を、安定して高感度で行うことができるようにする。 【解決手段】半導体ウェーハ１′を構成する半導体の結
晶の方向を基準にして、異方性を有した欠陥６の長手方
向に沿って光Ｌを走査し、半導体ウェーハ表面２ａに存
在する異方性を有した欠陥６の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
表面に存在する欠陥を検出する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体デバイスは半導体ウェーハ上に薄膜を形成する工程を
経て作成される。

【０００３】図２（ａ）は半導体ウェーハとしてシリコ
ン（Ｓi）ウェーハを想定し、シリコンウェーハ基板１
の上にエピタキシャル成長層２が形成された後のシリコ
ンウェーハ１′の断面を示している。すなわちＣＶＤ装
置の炉内で、薄膜の原料ガス、たとえばトリクロルシラ
ン（ＳiＨＣl3）がシリコン基板１の表面１ａに供給さ
れる。そしてトリクロルシランの化学反応によってシリ
コン基板１の表面１ａに同じシリコンの薄膜２がエピタ
キシャル成長によって形成されていく。

【０００４】このようにして原子配列がシリコン基板１
と同一の結晶が、基板１上に形成される。エピタキシャ
ル成長層２の表面を２ａとする。

【０００５】図３（ａ）はシリコンウェーハ基板１を上
面からみた図であり、シリコンウェーハ基板１を構成す
るシリコン原子の結晶の配列の様子を模式的に示してい
る。また図３（ｂ）はシリコン結晶の基本格子を示し
（１００）結晶面の場所を示している。

【０００６】図３（ａ）に示すように、シリコンウェー
ハ基板１単体では、シリコンウェーハ表面１ａと、シリ
コン結晶の（１００）面とが平行となるような結晶構造
となっている。

【０００７】シリコンウェーハ基板１上に形成されるエ
ピタキシャル成長層２についても図３（ａ）と同様な原
子配列の結晶構造であるものと考えられる。

【０００８】しかし図２（ｂ）に示すようにシリコンウ
ェーハ１の表面１ａに、金属汚染、ゴミ、キズ等の異物
３が存在する場合、その異物を核にして、原子配列が図
３（ａ）に示すものと異なる結晶４が成長することがあ
る。これは結晶欠陥の一種であり、積層欠陥（スタッキ
ング・フォルト；ＳＦ）と呼ばれている。

【０００９】図４（ａ）は図３（ａ）に対応させて、エ
ピタキシャル成長層２が形成された後のシリコンウェー
ハ１′の表面２ａを上面からみた図である。また図４
（ｂ）はシリコン結晶の基本格子における（１１０）方
向を示している。

【００１０】図４（ａ）に示すように積層欠陥４と正常
なエピタキシャル成長層２との境界５は、上面からみて
略正方形であり一定の方向を向いている。境界５の方向
は、シリコン結晶の（１１０）方向に一致している。

【００１１】図５は図４（ａ）を４５度回転させた状態
を示している。

【００１２】図５に示すように、積層欠陥４の境界５の
うち特定の方向の境界線５ａに沿って、非常に細長い、
つまり異方性の顕著なピット６が発生することがある。

【００１３】ピット６は耐圧不良等を招き半導体デバイ
スの不良の原因となる。このためシリコンウェーハ１′
の表面２ａに存在するピット６の有無、数を計測して、
計測結果に基づき、不良なシリコンウェーハを除去する
ことが必要になる。また計測結果から不良の原因を突き
とめシリコンウェーハの歩留まりを高める必要がある。

【００１４】そこで従来より、パーティクルカウンタを
用いてシリコンウェーハ１′の表面２ａに存在するピッ
ト６の数を計測するようにしている。

【００１５】パーティクルカウンタは、シリコンウェー
ハ１′の表面２ａでレーザ光を一定方向に走査して、表
面２ａで反射した散乱光の強度を測定して、表面２ａに
存在するピット６の有無を検出するものであり、表面２
ａの全体にわたってレーザ光を走査したときの計測結果
から、シリコンウェーハ１′の表面２ａに存在するピッ
ト６の数をカウントすることができる。

【００１６】ところが従来はレーザ光を走査する方向が
定まっておらず、同一のシリコンウェーハ１′を試料と
して使用したとしても、計測の結果得られるピット６の
数が、計測する人間によってばらつくことがあった。す
なわちシリコンウェーハ１′の表面２ａにおける欠陥の
計測を安定して高感度で行うことができなかった。

【００１７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、半導体ウェーハの表面に存在する欠陥の検出
を、安定して高感度で行うことができるようにすること
を第１の解決課題とするものである。

【００１８】またシリコンウェーハ１′の表面に存在す
る欠陥には、上述したピット６のような異方性を有した
欠陥もあり、また円形の突起のような等方性を有した欠
陥もある。

【００１９】しかしながらパーティクルカウンタという
計測器は本来、上述したように欠陥に反射したときの散
乱光の強度から、欠陥の有無を検出するものでしかな
く、異方性を有した欠陥と等方性を有した欠陥を識別す
ることまではできなかった。

【００２０】また従来は、ウェーハに対してレーザ光を
走査する方向が定まっていなかったことから、ある方向
にレーザ光を走査したときには、等方性を有した欠陥を
精度よく検出することができるものの、異方性を有した
結果についてはこれを見逃し精度よく検出することがで
きないことがあった。

【００２１】このように従来にあっては、異方性を有し
た欠陥と等方性を有した欠陥とを識別することはでき
ず、レーザ光を走査する方向によっては、異方性を有し
た欠陥を見逃してしまうことがあった、本発明はこうし
た実状に鑑みてなされたものであり、パーティクルカウ
ンタのように、半導体ウェーハ表面でレーザ光を一定方
向に走査することによって欠陥を検出する計測器を用い
て、異方性を有した欠陥と等方性を有した欠陥とを高精
度に識別して、両者の欠陥の数を高精度に検出できるよ
うにすることを第２の解決課題とするものである。

【００２２】またパーティクルカウンタという計測器は
本来、上述したように欠陥に反射したときの散乱光の強
度から、欠陥の有無を検出するものでしかなく、異方性
が異なる各種の欠陥を識別することまではできなかっ
た。

【００２３】そこで本発明は、パーティクルカウンタの
ように、半導体ウェーハ表面でレーザ光を一定方向に走
査することによって欠陥を検出する計測器を用いて、異
方性が異なる各欠陥を高精度に識別して、異方性の異な
る欠陥毎に欠陥の数を高精度に検出できるようにするこ
とを第３の解決課題とするものである。

【００２４】またパーティクルカウンタという計測器は
本来、上述したように欠陥に反射したときの散乱光の強
度から、欠陥の有無を検出するものでしかなく、サイズ
または形状が異なる各種の欠陥を識別することまではで
きなかった。

【００２５】そこで本発明は、パーティクルカウンタの
ように、半導体ウェーハ表面でレーザ光を一定方向に走
査することによって欠陥を検出する計測器を用いて、サ
イズまたは形状が異なる各欠陥を高精度に識別して、サ
イズまたは形状が異なる欠陥毎に欠陥の数を高精度に検
出できるようにすることを第４の解決課題とするもので
ある。

【００２６】

【課題を解決するための手段および効果】そこで第１発
明は、第１の解決課題を達成するために、半導体ウェー
ハの表面で光を一定方向に走査し散乱光を測定すること
により、半導体ウェーハの表面に存在する欠陥の有無を
検出する半導体ウェーハの欠陥検出方法において、前記
半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基準と
する一定方向に、光を走査することにより、半導体ウェ
ーハ表面に存在する欠陥の有無を検出することを特徴と
する。

【００２７】すなわち図６に示すように、半導体ウェー
ハ１′を構成する半導体の結晶の方向を基準とする一定
方向Ｌ1に、光を走査することにより、半導体ウェーハ
表面２ａに存在する欠陥６の有無を検出する。

【００２８】第１発明によれば、ピット６に対してレー
ザ光が走査する方向が一義的に定まるので、半導体ウェ
ーハ１′の表面２ａに存在する欠陥６の検出を、安定し
て行うことができるようになる。

【００２９】第２発明は、第１の解決課題を達成するた
めに、半導体ウェーハの表面で光を一定方向に走査し散
乱光を測定することにより、半導体ウェーハの表面に存
在する異方性を有した欠陥の有無を検出する半導体ウェ
ーハの欠陥検出方法において、前記半導体ウェーハを構
成する半導体の結晶の方向を基準にして、前記異方性を
有した欠陥の長手方向に沿って光を走査することによ
り、半導体ウェーハ表面に存在する異方性を有した欠陥
の有無を検出することを特徴とする。

【００３０】すなわち図１に示すように、半導体ウェー
ハ１′を構成する半導体の結晶の方向を基準にして、異
方性を有した欠陥６の長手方向に沿って光Ｌを走査し、
半導体ウェーハ表面２ａに存在する異方性を有した欠陥
６の有無を検出する。

【００３１】第２発明によれば、ピット６の長手に対し
てレーザ光Ｌが走査するので、散乱光の強度が最大とな
り、半導体ウェーハ１′の表面２ａに存在する異方性を
有した欠陥６の検出を、安定して高感度で行うことがで
きるようになる。

【００３２】第３発明は、第２発明において、前記異方
性を有した欠陥は、積層欠陥（スタッキング・フォル
ト）の境界に沿って細長いピットであることを特徴とす
る。

【００３３】第４発明は、第２の解決課題を達成するた
めに、半導体ウェーハの表面で光を一定方向に走査し散
乱光を測定することにより、半導体ウェーハの表面に存
在する欠陥の有無を検出する半導体ウェーハの欠陥検出
方法において、前記半導体ウェーハを構成する半導体の
結晶の方向を基準にして、所定角度ずつ半導体ウェーハ
に対する光の相対的な走査方向を変化させつつ、散乱光
を測定し、前記所定角度ずつ変化させる毎に得られた測
定結果を比較することにより、等方性を有した欠陥と異
方性を有した欠陥とを識別することを特徴とする。

【００３４】すなわち図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すように、半導体ウェーハ１′を構成する半
導体の結晶の方向を基準にして、所定角度ずつ半導体ウ
ェーハ１′に対する光の相対的な走査方向を変化させつ
つ、散乱光を測定する。そして所定角度ずつ変化させる
毎に得られた測定結果を比較することにより、等方性を
有した欠陥と異方性を有した欠陥とを識別する。

【００３５】これによりパーティクルカウンタのよう
に、半導体ウェーハ表面２ａでレーザ光を一定方向に走
査することによって欠陥を検出する計測器を用いて、異
方性を有した欠陥と等方性を有した欠陥とを高精度に識
別でき、両者の欠陥の数を高精度に検出することができ
るようになる。

【００３６】第５発明は、第３の解決課題を達成するた
めに、半導体ウェーハの表面で光を一定方向に走査し散
乱光を測定することにより、半導体ウェーハの表面に存
在する欠陥の有無を検出する半導体ウェーハの欠陥検出
方法において、前記半導体ウェーハを構成する半導体の
結晶の方向を基準にして、所定角度ずつ半導体ウェーハ
に対する光の相対的な走査方向を変化させつつ、散乱光
を測定し、前記所定角度ずつ変化させる毎に得られた測
定結果を比較することにより、異方性が異なる各欠陥を
識別することを特徴とする。

【００３７】第６発明によれば、第５発明と同様にし
て、異方性が異なる各種欠陥を高精度に識別でき、異方
性が異なる欠陥毎に欠陥の数を高精度に検出することが
できるようになる。

【００３８】第６発明は、第４の解決課題を達成するた
めに、半導体ウェーハの表面で光を一定方向に走査し散
乱光を測定することにより、半導体ウェーハの表面に存
在する欠陥の有無を検出する半導体ウェーハの欠陥検出
方法において、前記半導体ウェーハを構成する半導体の
結晶の方向を基準にして、所定角度だけ半導体ウェーハ
に対する光の相対的な走査方向を変化させて、散乱光を
測定し、前記測定した散乱光の強度の大きさに応じて、
サイズまたは形状が異なる各欠陥を識別することを特徴
とする。

【００３９】すなわち図８に示すように、第２発明と同
様に半導体ウェーハ１′を構成する半導体の結晶の方向
を基準にして、異方性を有した欠陥６の長手方向に沿っ
て光Ｌを走査する。このとき測定した散乱光の強度の大
きさに応じて、サイズまたは形状が異なる各種類の欠陥
Ａ、Ｂ、Ｃを識別する。

【００４０】第６発明によれば、パーティクルカウンタ
のように、半導体ウェーハ表面２ａでレーザ光を一定方
向に走査することによって欠陥を検出する計測器を用い
て、サイズまたは形状が異なる各種類の欠陥Ａ、Ｂ、Ｃ
を高精度に識別して、サイズまたは形状が異なる欠陥
Ａ、Ｂ、Ｃ毎に欠陥の数を高精度に検出することができ
るようになる。

【００４１】第７発明は、半導体ウェーハの表面で光を
一定方向に走査し散乱光を測定することにより、半導体
ウェーハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体
ウェーハの欠陥検出方法において、前記半導体ウェーハ
の表面を観察して欠陥の長手方向を特定する工程と、前
記特定された欠陥の長手方向に沿って、光を走査するこ
とにより、半導体ウェーハ表面に存在する欠陥の有無を
検出する工程とを含むことを特徴とする。

【００４２】まず半導体ウェーハ１あるいは１′の表面
を顕微鏡等で観察して、表面で発生した欠陥の長手方向
を探索する。具体的にはノッチ２ｂを目印にして欠陥の
長手方向を特定する。そして、この欠陥の長手方向に、
光Ｌが走査するよう半導体ウェーハ１あるいは１′を位
置決めする。

【００４３】つぎに、パーティクルカウンタなどの計測
器を作動させ、計測器から出射された光Ｌを、欠陥の長
手方向に沿って走査させる。

【００４４】光Ｌが欠陥の長手方向に沿って走査するた
め欠陥で反射して散乱する散乱光の強度は最大となり、
欠陥を高感度で検出することができる。

【００４５】以上のように第７発明によれば、半導体ウ
ェーハ１あるいは１′の表面に存在する欠陥の検出を、
安定して高感度で行うことができるようになる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
半導体ウェーハの欠陥検出方法の実施の形態について説
明する。

【００４７】なお以下に説明する実施形態では、半導体
ウェーハとしてシリコンウェーハを想定し図２（ａ）で
説明したように、エピタキシャル成長後のシリコンウェ
ーハ１′の表面２ａに存在する積層欠陥４を、パーティ
クルカウンタを用いて検出する場合を想定する。なおパ
ーティクルカウンタとして、たとえば商品名「ＷＩＳ−
ＣＲ８２」、「ＳＦＳ６２２０」の装置を使用すること
ができる。

【００４８】・第１の実施形態 図１は図５に対応する図でありシリコンウェーハ１′を
図５に示す状態から反時計回りに９０゜回転させた状態
を示している。

【００４９】すなわちシリコンウェーハ１′の表面２ａ
には、積層欠陥４が存在する。この積層欠陥４と正常な
エピタキシャル成長層２との境界５は、上面からみて略
正方形であり一定の方向を向いている。境界５の方向
は、シリコン結晶の（１１０）方向に一致している。つ
まり境界５はシリコン結晶の方向を基準とした一定の方
向に存在する。

【００５０】積層欠陥４の境界５のうち特定の方向の境
界線５ａに沿って、非常に細長い、つまり異方性の顕著
なピット６が発生する。つまりピット６の長手方向は、
シリコン結晶の方向を基準とした一定の方向に一致す
る。

【００５１】ここでシリコンウェーハ１′には、シリコ
ン結晶の方向（結晶方位）を特定して示すノッチ２ｂが
付与されている。そしてピット６の長手方向は、シリコ
ン結晶方位に対して４５゜だけ傾斜させた方向に一致し
ている。一方レーザ光Ｌの走査方向は固定されている。
したがってシリコンウェーハ１′を回転させてノッチ２
ｂの位置を変化させれば、シリコン結晶方位に対するレ
ーザ走査方向が変化しこれに応じてピット６の長手方向
に対するレーザ走査方向が変化する。

【００５２】したがってノッチ２ｂを目印にして境界線
５ａの方向つまりピット６の長手方向に、レーザ光Ｌが
走査するようシリコンウェーハ１′を位置決めすること
ができる。具体的には図５に示すようにレーザ光Ｌの走
査方向を図中左向きに固定すると、標準状態ではノッチ
２ｂはシリコンウェーハ１′の図中上側に位置されてい
る。これをシリコンウェーハ１′が「０゜」に位置決め
されている状態と定義する。そしてこの標準状態から反
時計回りにシリコンウェーハ１′を９０゜ずつ回転させ
たときの位置（レーザ光の走査方向を固定したまま）
を、それぞれ「９０゜」、「１８０゜」、「２７０゜」
の位置とする。図１は図５の「０゜」の標準位置からシ
リコンウェーハ１′を「９０゜」の位置に変化させた状
態を示している。

【００５３】このようにシリコンウェーハ１′を「９０
゜」の位置に位置決めして、パーティクルカウンタから
出射されるレーザ光Ｌの走査方向を、ピット６の長手方
向に一致させる。

【００５４】パーティクルカウンタを作動させると、パ
ーティクルカウンタから出射されたレーザ光Ｌは、ピッ
ト６の長手方向に沿って走査する。

【００５５】レーザ光Ｌがピット６の長手方向に沿って
走査するためピット６で反射して散乱する散乱光の強度
は最大となり、ピット６を高感度で検出することができ
る。

【００５６】パーティクルカウンタから出射されたレー
ザ光Ｌは、シリコンウェーハ１′の表面２ａの全面にわ
たり走査する。このためシリコンウェーハ１′の表面２
ａの全体にわたってレーザ光Ｌを走査した結果から、シ
リコンウェーハ１′の表面２ａに存在するピット６の数
を高精度に計測することができる。

【００５７】以上のように本第１の実施形態によれば、
シリコンウェーハ１′の表面２ａに存在するピット６の
検出を、安定して高感度で行うことができるようにな
る。

【００５８】・第２の実施形態 上述した第１の実施形態では、レーザ光Ｌの走査方向と
ピット６の長手方向を一致させている。

【００５９】しかし必ずしもレーザ光Ｌの走査方向とピ
ット６の長手方向を一致させている必要はなく、図６に
示すようにシリコンウェーハ１′を構成するシリコン結
晶の方向を基準とする一定方向Ｌ1またはＬ2方向または
Ｌ3方向に、レーザ光を走査するものであればよい。つ
まりピット６の長手方向に対して一定の角度を有した方
向にレーザ光を走査してもよい。

【００６０】ただし、Ｌ3にて示すように、レーザ光の
走査方向がピット６の幅方向に一致する場合には、散乱
光の強度が弱くなり場合によってはパーティクルカウン
タの検出限界以下になるおそれがある。

【００６１】以上のように本第２の実施形態によれば、
シリコンウェーハ１′を構成するシリコン結晶の方向を
基準とする一定方向に、レーザ光を走査しているので、
シリコンウェーハ１′の表面２ａに存在するピット６の
検出を、安定して行うことができるようになる。

【００６２】・第３の実施形態 つぎに、シリコンウェーハ１′の表面２ａに、上述した
ピット６のような異方性を有した欠陥と、略円形の突起
のような等方性を有した欠陥とが混在して存在する場合
に好適な計測方法について説明する。

【００６３】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、
シリコンウェーハ１′を「０゜」、「９０゜」、「１８
０゜」、「２７０゜」の位置に順次位置決めして、シリ
コンウェーハ１′に対する相対的なレーザ走査方向を順
次９０゜づつ変化させたときの計測結果をそれぞれ示し
ている。図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにシリコンウェ
ーハ表面２ａの各位置は、Ｘ−Ｙ座標系の座標位置で特
定される。図７（ａ）〜（ｄ）に示される黒丸は、シリ
コンウェーハ表面２ａの各座標位置に存在する欠陥を示
している。

【００６４】上述したように異方性を有したピット６
は、レーザ光Ｌがピット６の長手方向に沿って走査され
ているとき、つまりシリコンウェーハ１′が「９０
゜」、「２７０゜」に位置決めされているときに、散乱
光の強度が強くなり高感度に検出することができる。こ
れに対してレーザ光Ｌがピット６の幅方向に沿って走査
されているとき、つまりシリコンウェーハ１′が「０
゜」、「１８０゜」に位置決めされているときには、散
乱光の強度が弱くなり高感度で検出できなくなる。

【００６５】これに対して等方性を有した欠陥は、シリ
コンウェーハ１′が「０゜」、「９０゜」、「１８０
゜」、「２７０゜」のいずれの位置に位置決めされた場
合であっても、同等の感度で検出される。

【００６６】以上のことから図７（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すように、「９０゜」で計測された
欠陥（図７（ｂ））、「２７０゜」で計測された欠陥
（図７（ｄ））から、「０゜」で計測された欠陥（図８
（ａ））、「１８０゜」で計測された欠陥（図７
（ｃ））を取り除いた欠陥が、異方性を有した欠陥つま
りピット６であり、それ以外の欠陥が等方性を有した欠
陥であると識別することができる。

【００６７】以上のよに本第３の実施形態によれば、パ
ーティクルカウンタのように、半導体ウェーハ１′の表
面２ａでレーザ光Ｌを一定方向に走査することによって
欠陥を検出する計測器を用いて、異方性を有した欠陥と
等方性を有した欠陥とを高精度に識別することが可能と
なり、両者の欠陥の数を高精度に検出できるようにな
る。

【００６８】・第４の実施形態 上述した第３の実施形態では、異方性の顕著なピット６
と等方性を有した欠陥とを識別する場合を想定したが、
異方性の強弱、対称性の異なる欠陥同士であれば、これ
らの欠陥同士を同様な方法で識別することができ、ウェ
ーハ表面に存在する各種類の結晶欠陥を分類することが
可能になる。

【００６９】すなわち第３の実施形態と同様の方法を適
用して、異方性の強弱、異方性の対称性等が異なる各種
類の欠陥を識別でき、異方性が異なる欠陥毎に、その欠
陥の数を高精度に検出することができる。

【００７０】・第５の実施形態 シリコンウェーハ１′の表面２ａには、サイズが異なる
各欠陥が顕れる。

【００７１】欠陥のサイズを「散乱サイズ」で定義し、
３種類の欠陥Ａ、Ｂ、Ｃを、パーティクルカウンタを用
いて検出したときのグラフを図８に示す。

【００７２】この第５の実施形態では、第１の実施形態
と同様にシリコンウェーハ１′を「９０゜」の位置に位
置決めして計測した。

【００７３】図８において横軸はシリコンウェーハ１′
の表面２ａの各欠陥を特定する番号を示しており、各欠
陥に番号１、２、３…を付与している。図８の縦軸は散
乱サイズ（ｕｍ）を示し、散乱光の強度に対応してい
る。

【００７４】このようにシリコンウェーハ１′を「９０
゜」に位置決めして、レーザ光Ｌをシリコン結晶方位を
基準とする特定の方向（ピット６の長手方向）に沿って
走査すると、それぞれ異なる散乱強度が測定される。こ
の測定結果から、それぞれ異なる散乱サイズの欠陥Ａ、
Ｂ、Ｃを識別し分類することができる。具体的には欠陥
Ａの平均散乱サイズは１．８０ｕｍとなり、欠陥Ｂの平
均散乱サイズは１．２５ｕｍとなり、欠陥Ｃの平均散乱
サイズは１．０５ｕｍとなった。これは顕微鏡を用いて
測定したサイズと一致した。

【００７５】なお本実施形態ではサイズが異なる各種類
の欠陥Ａ、Ｂ、Ｃを識別しているが、形状が異なる各種
欠陥を同様にして識別することができる。

【００７６】以上のように本実施形態によれば、サイズ
または形状が異なる各種類の欠陥を識別でき、サイズ毎
に、あるいは形状毎に、その欠陥の数を高精度に検出す
ることができる。

【００７７】・第６の実施形態 ところで、上述した第１の実施形態では、シリコン結晶
方位を基準にしてピット６の長手方向を定め、このピッ
ト６の長手方向に沿ってレーザ光Ｌが走査するようシリ
コンウェーハ１′を位置決めして、ピット６を高感度で
検出するようにしている。しかし、シリコン結晶方位を
基準にするのではなく、実際にウェーハ表面を観察した
結果からピット６の長手方向を定めてもよい。また、こ
の方法は、シリコンウェーハの表面に発生したスクラッ
チキズ、加工キズなどのキズを検出する場合にも適用す
ることができる。以下「欠陥」とは、キズやピット６な
どの結晶欠陥を含む意味で使用する。

【００７８】すなわち、まずエピタキシャル成長層２が
積層されていないシリコンウェーハ１あるいはエピタキ
シャル成長層２が積層されたシリコンウェーハ１′の表
面を顕微鏡等で観察して、表面で発生した欠陥（キズや
ピット６など）の長手方向を特定する。具体的には、顕
微鏡の観察結果から、ノッチ２ｂに対して欠陥の長手方
向がいずれの角度だけ傾斜しているのかを測定する。そ
して、この特定された欠陥の長手方向に沿って、レーザ
光Ｌが走査するようシリコンウェーハ１あるいは１′を
位置決めする。

【００７９】つぎに、パーティクルカウンタを作動さ
せ、パーティクルカウンタから出射されたレーザ光Ｌ
を、欠陥の長手方向に沿って走査させる。

【００８０】レーザ光Ｌが欠陥の長手方向に沿って走査
するため欠陥で反射して散乱する散乱光の強度は最大と
なり、欠陥を高感度で検出することができる。

【００８１】パーティクルカウンタから出射されたレー
ザ光Ｌは、シリコンウェーハ１あるいは１′の表面の全
面にわたり走査する。このためシリコンウェーハ１ある
いは１′の表面の全体にわたってレーザ光Ｌを走査した
結果から、シリコンウェーハ１あるいは１′の表面に存
在する欠陥の数を高精度に計測することができる。

【００８２】以上のように本第６の実施形態によれば、
シリコンウェーハ１あるいは１′の表面に存在する欠陥
の検出を、安定して高感度で行うことができるようにな
る。

【００８３】以上説明した各実施形態では、シリコンウ
ェーハを想定したが、本発明としては半導体であれば他
の材料のウェーハにも適用することができる。たとえば
半導体材料としてＧａＡs（ガリウム砒素）、Ｇe（ゲル
マニウム）を使用する場合にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施形態のシリコンウェーハを示す上面
図である。

【図２】図２（ａ）、（ｂ）はシリコンウェーハの断面
図である。

【図３】図３（ａ）はシリコンウェーハの上面図で図３
（ｂ）はシリコン基本格子を示す斜視図である。

【図４】図４（ａ）はシリコンウェーハ表面に存在する
積層欠陥の境界を示す図で、図４（ｂ）は積層欠陥の境
界の方向とシリコン基本格子の関係を示す図である。

【図５】図５はシリコンウェーハ表面に存在する積層欠
陥の境界に顕れるピットを示す図である。

【図６】図６のシリコンウェーハの位置決めの基準とな
るピットを示す図である。

【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はシリコ
ンウェーハを各位置に位置決めしたときにウェーハ表面
で検出される各欠陥を示す図である。

【図８】図８はシリコンウェーハ表面に存在する各欠陥
をサイズごとに識別されることを示すグラフである。

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ エピタキシャル成長層 １′ シリコンウェーハ ６ ピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB07 BA10 BC06 CA11 CB05 EC01 2G059 BB16 EE02 GG01 KK07 4M106 AA01 BA05 CA42 CA43 CA45 DB08 DB16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基
   準とする一定方向に、光を走査することにより、半導体
   ウェーハ表面に存在する欠陥の有無を検出することを特
   徴とする半導体ウェーハの欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する異方性を有した欠陥の有無を検出す
   る半導体ウェーハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基
   準にして、前記異方性を有した欠陥の長手方向に沿って
   光を走査することにより、半導体ウェーハ表面に存在す
   る異方性を有した欠陥の有無を検出することを特徴とす
   る半導体ウェーハの欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 前記異方性を有した欠陥は、積層欠
   陥（スタッキング・フォルト）の境界に沿って細長いピ
   ットであることを特徴とする請求項２記載の半導体上ウ
   ェーハの欠陥検出方法。
4. 【請求項４】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基
   準にして、所定角度ずつ半導体ウェーハに対する光の相
   対的な走査方向を変化させつつ、散乱光を測定し、 前記所定角度ずつ変化させる毎に得られた測定結果を比
   較することにより、等方性を有した欠陥と異方性を有し
   た欠陥とを識別することを特徴とする半導体ウェーハの
   欠陥検出方法。
5. 【請求項５】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基
   準にして、所定角度ずつ半導体ウェーハに対する光の相
   対的な走査方向を変化させつつ、散乱光を測定し、 前記所定角度ずつ変化させる毎に得られた測定結果を比
   較することにより、異方性が異なる各欠陥を識別するこ
   とを特徴とする半導体ウェーハの欠陥検出方法。
6. 【請求項６】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハを構成する半導体の結晶の方向を基
   準にして、所定角度だけ半導体ウェーハに対する光の相
   対的な走査方向を変化させて、散乱光を測定し、 前記測定した散乱光の強度の大きさに応じて、サイズま
   たは形状が異なる各欠陥を識別することを特徴とする半
   導体ウェーハの欠陥検出方法。
7. 【請求項７】 半導体ウェーハの表面で光を一定方
   向に走査し散乱光を測定することにより、半導体ウェー
   ハの表面に存在する欠陥の有無を検出する半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法において、 前記半導体ウェーハの表面を観察して欠陥の長手方向を
   特定する工程と、 前記特定された欠陥の長手方向に沿って、光を走査する
   ことにより、半導体ウェーハ表面に存在する欠陥の有無
   を検出する工程とを含むことを特徴とする半導体ウェー
   ハの欠陥検出方法。