JP2010048795A - シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスの高集積化に伴い、熱処理の低温化が進んだことにより、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成されるようになった小さなＢＭＤなどの微小な欠陥であっても検出することができる高感度の結晶欠陥の検出方法を提供する。
【解決手段】欠陥検出用のレーザーをシリコン単結晶ウエーハに入射し、結晶欠陥で散乱した散乱光を検出することにより、シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出する結晶欠陥の検出方法において、シリコン単結晶ウエーハの抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ以下のシリコン単結晶ウエーハを用いて、シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開し、欠陥検出用のレーザーを劈開面に対して斜めに入射し、劈開面からの散乱光を検出して劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することによってシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出することを特徴とする結晶欠陥の検出方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板の内部の結晶欠陥の検出方法に関する。

半導体集積回路素子の基板として用いられるシリコン単結晶ウエーハは、主にチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって製造されている。この時、シリコン融液と接触する石英ルツボ表面は溶融し、酸素がシリコン融液中に溶け込み、これが育成中の結晶の中に取り込まれる。その酸素原子は結晶育成中および冷却中に凝集し、酸素析出核となる。そのため育成されたままの結晶から採取されたシリコン単結晶ウエーハにデバイス工程等で熱処理を施すと、この核がウエーハバルク部で成長し、ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔ）を形成する。

このＢＭＤを検出する方法として、選択エッチング、赤外線レーザートモグラフィー法（ＬＳＴ：Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ＯＰＰ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）法、Ｘ線回折法、ライフタイムによる方法等がある。

たとえば、選択エッチングでは、ＢＭＤ周辺のエッチングが早く進むことで、エッチング後にピットが発生することからＢＭＤ密度を求めることができる。しかし、近年のデバイスの高集積化に伴い、熱処理の低温化が進み、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハにサイズの小さなＢＭＤが形成されるため、エッチング後の表面の荒れが問題になり、測定が難しい。さらに、低密度のＢＭＤや、熱処理が短いことによる小さなＢＭＤでは、荒れの影響は大きく、小さなピットは判断不可能な状況になり測定ができない。

また、赤外線レーザートモグラフィー法やＯＰＰ法では、ウエーハに赤外線を透過させ、光路上にあるＢＭＤからの散乱や干渉現象によってＢＭＤを測定する。そして、赤外線レーザートモグラフィー法は、入射光をウエーハ表面に垂直に当てるため、赤外線はウエーハ中を透過し、その光路上にある欠陥で発生した散乱光をウエーハ表面から９０度傾いた位置にある検出器で検出する（例えば特許文献１参照）。この方法は、バルク中の欠陥測定に関しては高感度であるが、入射光の入る表面付近は一次光の強い散乱が発生するため、表層欠陥（表面近くの欠陥）は測れないという問題がある。

また、Ｘ線回折法、ライフタイムによる方法は、直接ＢＭＤを測るのではなく、ＢＭＤによってバルク中のシリコンに与える影響、すなわち、格子定数の変化、準位の生成などを測定する方法であり、装置によってはウエーハ面内のマップは得られるが、直接密度を求めることはできない。またＢＭＤ以外にもＸ線回折法やライフタイムに与える因子があり、必ずしもＢＭＤだけのマップにならない場合もある。

そこで、ウエーハ内部を露出させる測定断面を形成し、その測定断面に欠陥検出用の入射光を入射し、測定断面からの応答光を検出してウエーハ内部の欠陥の測定を行う方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。しかし、この方法は、欠陥部と欠陥部でない部分との間で、強度、波長あるいは放出方向などの光学的状態に差異を生ずるものを応答光としているため特殊な場合に限定されてしまう。

上記のように、従来の方法では、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成されるサイズの小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出することが困難であり、抵抗率の低いＰ型低抵抗品及びＮ型低抵抗品は測定方法が限られている。特に、赤燐ドープウェーハについては選択エッチングを行う際に有効なエッチャントがなかったため、結晶欠陥を高感度に検出できる方法が望まれている。また、Ｎ型ウェーハに関しては、Ｓｂドープウェーハは１０−２０ｍΩ・ｃｍ、Ａｓドープウェーハは３−６ｍΩ・ｃｍ、赤燐ドープウェーハは２ｍΩ・ｃｍ以下の低抵抗で使用されることが多い上に、個別半導体やバイポーラＩＣに使用される場合が多く、熱処理が短くＢＭＤサイズが小さいため、欠陥を測定するのが困難であった。

特許２６０４６０７号公報 特開２００２−１５１５６０号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、デバイスの高集積化に伴い、熱処理の低温化が進んだことにより、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成されるようになった小さなＢＭＤなどの微小な欠陥であっても検出することができる高感度の結晶欠陥の検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、欠陥検出用のレーザーをシリコン単結晶ウエーハに入射し、結晶欠陥で散乱した散乱光を検出することにより、前記シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出する結晶欠陥の検出方法において、前記シリコン単結晶ウエーハの抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ以下のシリコン単結晶ウエーハを用いて、前記シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開し、前記欠陥検出用のレーザーを前記劈開面に対して斜めに入射し、前記劈開面からの散乱光を検出して前記劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することによってシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出することを特徴とする結晶欠陥の検出方法を提供する。

このように、シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面に、斜めから欠陥検出用のレーザーを入射し、劈開面からの散乱光を検出して劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することによって、ウエーハ内部の結晶欠陥を高感度に測定することができる。そのため、測定が難しかった抵抗率の低いシリコン単結晶、特に抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ以下のシリコン単結晶ウエーハに形成される小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出して、ＢＭＤ密度を測定することができる。
また、劈開面に、斜めから欠陥検出用のレーザーを入射し、劈開面からの散乱光を検出する斜入射散乱法を採用していることで、抵抗率の低いウエーハであっても、抵抗率の高いウエーハと同様の感度で結晶欠陥を検出することができる。
さらに、作業工程もシリコン単結晶ウエーハを劈開した後、測定を行うだけで済むため、大幅な工程短縮ができる。

また、本発明の検出方法では、前記欠陥検出用のレーザーの波長が４３５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下とすることが好ましい。
このように、欠陥検出用のレーザーとして、波長が４３５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の領域の可視光を用いることにより、赤外線を用いた場合と異なり表面の入射レーザーの強い散乱がないため、劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することができる。

また、本発明の検出方法では、前記劈開面を劈開後に研磨し、該研磨した劈開面に対して前記欠陥検出用のレーザーを斜めに入射することによって、シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥を検出することが好ましい。
このように、シリコン単結晶ウェーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面を研磨することにより、うろこ状の痕（以下、劈開痕）が除去され、測定のノイズを下げることができるため、特に小さなＢＭＤなどの微小な欠陥をより確実に検出することができる。特に、従来まで適当な欠陥検出方法がなかった赤燐ドープウェーハについては、このように劈開面を研磨することによって、高感度に欠陥の検出が可能となる。

以上説明したように、本発明の結晶欠陥の検出方法では、シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面に、斜めから欠陥検出用のレーザーを入射し、劈開面からの散乱光を検出して劈開面の表面層に存在する欠陥を検出する。これによって、ウエーハ内部の結晶欠陥を高感度に測定することができ、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成される小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出することができる。また、作業工程を大幅に短縮することができ、効率良く、簡便にウエーハ内部の結晶欠陥を検出することができる。また、選択エッチングの場合には、Ｐ型とＮ型ウェーハとではエッチャントを適宜変えなくてはならなかったが、本発明の結晶欠陥の検出方法はＰ型低抵抗品だけではなく、一般的に熱処理が短くＢＭＤのサイズが小さいために欠陥の検出が困難であったＮ型低抵抗品にも有効である。更に、劈開面を劈開後に研磨することによって、析出が少ないＮ型低抵抗ウェーハ（特に、赤燐ドープウェーハ）や、熱処理や結晶構造の関係で析出が少ないＰ型低抵抗ウェーハについても、より高感度に結晶欠陥を検出することができる。

本発明のシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法を模式的に示す図である。 実施例１および比較例１における低抵抗（抵抗率０．００８Ω・ｃｍ）のＰ型ウエーハの結晶欠陥を示す図である。 実施例２および比較例２における低抵抗（抵抗率０．００８Ω・ｃｍ）のＰ型ウエーハの結晶欠陥を示す図である。 従来の赤外線レーザートモグラフィー法によるシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法を模式的に示す図である。 赤燐ドープウエーハを劈開した際にできた劈開痕の図である。 実施例３におけるＮ型Ｓｂドープウェーハ（抵抗率１５ｍΩ・ｃｍ）の結晶欠陥を示す図である。 実施例３におけるＮ型Ａｓドープウェーハ（抵抗率５ｍΩ・ｃｍ）の結晶欠陥を示す図である。 実施例３におけるＮ型赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）の結晶欠陥を示す図である。 実施例４における、Ｎ型赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）の劈開面を研磨した後に結晶欠陥を検出した場合の結晶欠陥を示す図である。

以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、デバイスの高集積化に伴い、熱処理の低温化が進んだことにより、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成されるようになった小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出することができる高感度の結晶欠陥の検出方法の開発が待たれていた。しかし、選択エッチングでは、小さなピットは判断不可能なため、サイズの小さなＢＭＤや低密度のＢＭＤは検出できなかった。

また、高感度に欠陥を検出できる赤外線レーザートモグラフィー法でも、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハの内部の結晶欠陥を感度良く検出することはできなかった。しかし、この原因は、抵抗率の低いウエーハでは、入射光である赤外線を吸収してしまうことが原因であることがわかった。すなわち、赤外線レーザートモグラフィー法は、ウエーハに赤外線を透過させ、光路上にあるＢＭＤからの散乱によってＢＭＤを測定している。そのため、入射光がウエーハ内部を通り抜けることが前提となるが、抵抗率の低いウエーハでは光が吸収され、ウエーハの深さによって検出感度が異なってしまい、ウエーハ内部の結晶欠陥を検出することができないことがわかった。

ここで、図４は、従来の赤外線レーザートモグラフィー法によるシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法を模式的に示す図である。図４に示すように、赤外線がウエーハの表面から入射するため、抵抗率の低いウエーハでは、赤外線が吸収されてウエーハ内部まで透過しないため、結晶欠陥の検出が難しいことがわかる。

そこで、本発明者らは、ウエーハ内部で入射光が吸収される場合であってもウエーハの表面付近の欠陥を検出することができる斜入射散乱法を、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハの内部の結晶欠陥を検出するために利用することに想到し、ウエーハ表面ではなく、ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面に対して、斜めから可視光を当てることで、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハの微小な結晶欠陥を検出することができないか試みた。

その結果、低抵抗ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面に対してレーザーを斜入射させて散乱光を検出することで、表面層に存在する欠陥を検出することができた。
そのため、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハの内部の結晶欠陥を高感度に検出することができることがわかった。また、従来の選択エッチングのように、エッチング工程等が必要ないため、効率良く、簡便にウエーハ内部の結晶欠陥を検出することができることもわかった。

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、以下、本発明について図面を参照しながらさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は本発明のシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法を模式的に示す図である。
図１に示すように、シリコン単結晶ウエーハ１の主表面２に対して直角に劈開した劈開面３に対して、斜めに欠陥検出用のレーザー４を入射する。入射光の大部分は反射するが、一部が屈折を伴って、ウエーハ内部に侵入する。そして、ウエーハ内部に侵入した光は吸収によって急激に弱くなるが、光路上に欠陥があると散乱が発生する。そこで、この散乱光５を劈開面側に設置した検出器６によって検出する。この際、欠陥検出用のレーザー４の入射面と散乱光５の検出面は同じ面となり検出器６に一次光の散乱は直接入らないので、ウエーハ表面層の欠陥が検出できる。

このように、シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面に、斜めから欠陥検出用のレーザーを入射し、劈開面からの散乱光を検出して劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することによって、ウエーハ内部の結晶欠陥を高感度に測定することができる。そのため、測定が難しかった抵抗率の低いシリコン単結晶、特に抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ以下のシリコン単結晶ウエーハに形成される小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出して、ＢＭＤ密度を測定することができる。

また、本発明の検出方法では、劈開面に、斜めから欠陥検出用のレーザーを入射し、劈開面からの散乱光を検出する斜入射散乱法を採用している。そのため、欠陥検出用のレーザーは、ウエーハの内部で急激に弱くなる。この現象は、抵抗率の低いウエーハであっても、抵抗率の高いウエーハと同様であるため、抵抗率の低いウエーハであっても抵抗率の高いウエーハと同等の感度で結晶欠陥を検出することができる。
さらに、従来の選択エッチングの場合に必要であったエッチング工程等が不要であり、作業工程としては、シリコン単結晶ウエーハを劈開した後、測定を行うだけで済むため、大幅な工程短縮ができる。そのため、効率良く、簡便にウエーハ内部の結晶欠陥を検出することができる。

また、本発明の検出方法では、欠陥検出用のレーザーとして、波長が４３５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の可視光を用いることができる。
このように、欠陥検出用のレーザーとして、波長が４３５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の領域の可視光を用いることにより、従来の赤外線レーザートモグラフィー法で赤外線を用いた場合と異なり表面での入射レーザーの強い散乱がないため、劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することができる。そして、劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することで、ウエーハ内部の結晶欠陥を高感度に測定することができる。

また、本発明の検出方法では、劈開面を劈開後に研磨し、研磨した劈開面に対して欠陥検出用のレーザーを斜めに入射することによって、シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥をより高感度に検出することができる。
従来、脆性材料を割る場合には、劈開面に劈開痕ができる場合があり、高感度の測定（小さな結晶欠陥の測定）時に、相対的に劈開痕の影響が強くなる場合があり、この劈開面の凹凸の影響はある程度避けられない現象であると思われていた。図５に、赤燐ドープウエーハを劈開した後、研磨を行わずに本発明の結晶欠陥の検出方法で検出した結晶欠陥の観察図を示す。
しかし、上記のように、シリコン単結晶ウェーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面を劈開後に研磨（垂直ポリッシュ）することで、劈開痕を除去することができる。この研磨した劈開面（劈開痕を除去した劈開面）に対して欠陥検出用のレーザーを斜めに入射することによって、Ｎ型低抵抗ウェーハ、特に赤燐ドープウェーハのような、酸素析出の傾向が低くＢＭＤサイズが小さいウェーハの結晶欠陥を測定する場合、すなわち散乱光により小さな結晶欠陥を検出する場合に、劈開痕に起因するノイズを下げることができ、より高感度に結晶欠陥を検出できる。
また、本発明においては、除去する凹凸が小さいために、研磨代が少なくても効果を得ることができる。

次に本発明の実施例、比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
まず、Ｐ型、抵抗率０．００８Ω・ｃｍおよび抵抗率１０Ω・ｃｍのウエーハに、８００℃４時間、１０００℃１６時間の熱処理を行ったものを用意した。そして、図１に示すシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法によって、ウエーハ内部の結晶欠陥を検出し、ＢＭＤ密度を測定した。このときの欠陥検出用のレーザーの波長は６８０ｎｍを採用した。
作業工程としては、ウエーハの主表面に対して直角にウエーハを劈開した後、ウエーハの劈開面における結晶欠陥を検出し、画像処理により結晶欠陥をカウントして、ＢＭＤ密度を測定した。

（比較例１）
実施例１と同様の熱処理を行ったウエーハについて、選択エッチングによりウエーハのＢＭＤ密度を測定した。
作業工程としては、ウエーハの主表面に対して直角にウエーハを劈開した後、エッチング工程、洗浄・乾燥工程の後、顕微鏡観察により結晶欠陥をカウントして、ＢＭＤ密度を測定した。

図２は実施例１および比較例１における低抵抗（抵抗率０．００８Ω・ｃｍ）のウエーハの結晶欠陥を示す図である。図２から、実施例１および比較例１の両者ともに、ＢＭＤを検出することができた。これは、ＢＭＤが十分に大きく、また、密度も１×１０^９個／ｃｍ^２程度が見込まれる熱処理を施したためと考えられる。
そして、実施例１では、ＢＭＤ密度２．５×１０^９〜３．５×１０^９個／ｃｍ^２、比較例１では、ＢＭＤ密度２．５×１０^９個／ｃｍ^２であった。よって、実施例１における本発明のシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法を用いた場合であっても、従来と同等以上の感度で検出ができることがわかる。

（実施例２）
次に、Ｐ型、抵抗率０．００８Ω・ｃｍおよび抵抗率１０Ω・ｃｍのウエーハに、１０００℃を最高温度とした実施例１の熱処理よりも全体として低温のデバイスプロセスシミュレーションを行ったものを用意した。そして、実施例１と同様の方法でウエーハの結晶欠陥を検出した。

（比較例２）
実施例２と同様のデバイスプロセスシミュレーションを行ったウエーハについて、比較例１と同様の選択エッチングによりウエーハの結晶欠陥を検出した。

（比較例３）
実施例１と同様の熱処理を行ったウエーハについて、図４に示す赤外線レーザートモグラフィー法によりウエーハの結晶欠陥を検出した。

（比較例４）
実施例２と同様のデバイスプロセスシミュレーションを行ったウエーハについて、図４に示す赤外線レーザートモグラフィー法によりウエーハの結晶欠陥を検出した。

図３は実施例２および比較例２における低抵抗（抵抗率０．００８Ω・ｃｍ）のウエーハの結晶欠陥を示す図である。図３から、実施例２は、ＢＭＤを検出することができたが、比較例２では、ＢＭＤを検出することができないことがわかる。これは、低温で熱処理を施したために、ＢＭＤが小さく、低密度であるためと考えられる。

また、表１に実施例および比較例におけるウエーハの結晶欠陥を検出した結果を示す。
ここで、表１中の左側の８００℃４時間、１０００℃１６時間は、ウエーハ内部の結晶欠陥が大きく、ＢＭＤ密度も１×１０^９個／ｃｍ^２程度が見込まれる熱処理を施した場合についてであり、表１中の右側の低温のデバイスプロセスシミュレーションは、ウエーハ内部の結晶欠陥が小さく、ＢＭＤ密度も低密度の場合についてである。
表１より、高抵抗（抵抗率１０Ω・ｃｍ）のウエーハであっても、低温のデバイスプロセスシミュレーションを行った場合には、結晶欠陥が小さいため、選択エッチングでは結晶欠陥が検出できないことがわかる。また、低抵抗（抵抗率０．００８Ω・ｃｍ）のウエーハについては、低温のデバイスプロセスシミュレーションを行った場合には、結晶欠陥が小さいため、図１に示す本発明におけるシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法のみが結晶欠陥を検出できたことがわかる。

（実施例３）
Ｎ型、Ｓｂドープウェーハ（抵抗率１５ｍΩ・ｃｍ）、Ａｓドープウェーハ（抵抗率５ｍΩ・ｃｍ）および赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）に、６５０℃４時間、８００℃４時間、１０００℃１６時間の熱処理を行ったものを用意した。そして、図１に示すシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法によって、ウエーハ内部の結晶欠陥を検出した。このときの欠陥検出用のレーザーの波長は６８０ｎｍを採用した。
図６〜図８は、Ｓｂドープウェーハ（抵抗率１５ｍΩ・ｃｍ）、Ａｓドープウェーハ（抵抗率５ｍΩ・ｃｍ）および赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）の結晶欠陥を示す図である。
図６（Ｓｂドープウェーハ）、図７（Ａｓドープウェーハ）により、Ｐ型だけでなくＮ型ウェーハの場合も、ＢＭＤを検出することができることがわかった。ここで、図６及び図７には劈開痕が観察されたが、ＢＭＤのサイズが劈開痕に対して相対的に大きいため、検出結果に支障はなかった。
一方、図８の赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）においては、ＢＭＤが非常に小さいため光強度を５０倍としているが、相対的に劈開痕が大きく、赤燐ドープウェーハ中のＢＭＤは画面上半分が劈開痕に隠れ、画面下半分のみが検出されている（図８）。

（実施例４）
赤燐ドープウエーハ（抵抗率１．５ｍΩ・ｃｍ）に、６５０℃４時間、８００℃４時間、１０００℃１６時間の熱処理を行ったものを用意した。そして、ウェーハの主表面に対して直角に劈開した後、劈開面を研磨してから、図１に示すような方法で結晶欠陥を検出した。図９に赤燐ドープウェーハ（研磨後）の結晶欠陥を示す（図９（ａ）（ｂ））。
図９により、劈開面を劈開後に研磨することによって、劈開痕が除去され欠陥がはっきり分かるようになり、画面全体（ウェーハ表面付近まで）で欠陥が検出できるようになった。

以上のことから、本発明のシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法によれば、シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開した劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することができ、これによって、ウエーハ内部の結晶欠陥を高感度に測定することができる。そして、抵抗率の低いシリコン単結晶ウエーハに形成される小さなＢＭＤなどの微小な欠陥や低密度の欠陥を検出することができる。また、作業工程を大幅に短縮することができ、効率良く、簡便にウエーハ内部の結晶欠陥を検出することができる。また、本発明の結晶欠陥の検出方法はＰ型低抵抗品だけではなく、ＢＭＤのサイズが小さく欠陥の検出が困難であったＮ型低抵抗品にも有効である。更に、劈開面を研磨することによって、酸素析出が少なくＢＭＤサイズが小さいＮ型低抵抗ウェーハ（赤燐ドープウェーハ）についても、より高感度に結晶欠陥を検出することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…シリコン単結晶ウエーハ、 ２…主表面、 ３…劈開面、 ４…欠陥検出用のレーザー、 ５…散乱光、 ６…検出器。

Claims (3)

1. 欠陥検出用のレーザーをシリコン単結晶ウエーハに入射し、結晶欠陥で散乱した散乱光を検出することにより、前記シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出する結晶欠陥の検出方法において、前記シリコン単結晶ウエーハの抵抗率が０．０５Ω・ｃｍ以下のシリコン単結晶ウエーハを用いて、前記シリコン単結晶ウエーハの主表面に対して直角に劈開し、前記欠陥検出用のレーザーを前記劈開面に対して斜めに入射し、前記劈開面からの散乱光を検出して前記劈開面の表面層に存在する欠陥を検出することによってシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を検出することを特徴とする結晶欠陥の検出方法。
2. 前記欠陥検出用のレーザーの波長が４３５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の結晶欠陥の検出方法。
3. 前記劈開面を劈開後に研磨し、該研磨した劈開面に対して前記欠陥検出用のレーザーを斜めに入射することによって、シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の結晶欠陥の検出方法。

Images