JP2017142209A - Method for evaluating epitaxial wafer and epitaxial wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エピタキシャルウェーハの評価方法およびエピタキシャルウェーハに関する。 The present invention relates to an epitaxial wafer evaluation method and an epitaxial wafer.
半導体ウェーハの欠陥・異物の評価方法としては、レーザー表面検査装置で検出される輝点（LPD；Light Point Defect）に基づく方法が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。この方法は、評価対象ウェーハ表面に光を入射させ、この表面からの放射光（散乱光および反射光）を検出することで、ウェーハの欠陥や表面に付着した異物の有無やサイズを評価するものである。 As a method for evaluating defects / foreign matter of a semiconductor wafer, a method based on a light point defect (LPD) detected by a laser surface inspection apparatus is widely used (for example, see Patent Document 1). In this method, light is incident on the surface of the wafer to be evaluated, and the light emitted from this surface (scattered light and reflected light) is detected to evaluate the presence and size of wafer defects and foreign matter attached to the surface. It is.
特許文献１には、少なくとも１つの入射系と複数の受光系を組み合わせることで、異なる種類の欠陥や異物を検出することが提案されている。 Patent Document 1 proposes to detect different types of defects and foreign matters by combining at least one incident system and a plurality of light receiving systems.
一方、半導体基板上にエピタキシャル層を形成した半導体ウェーハ、即ちエピタキシャルウェーハには、様々な形状およびサイズの欠陥・異物が存在し得る。これらの欠陥・異物を高感度に検出することができれば、検出結果に基づき欠陥・異物の発生原因を除去するなどの製造工程の管理を行うことで、欠陥・異物がより少ないエピタキシャルウェーハを提供することが可能となる。 On the other hand, a semiconductor wafer in which an epitaxial layer is formed on a semiconductor substrate, that is, an epitaxial wafer, may have defects and foreign matters having various shapes and sizes. If these defects / foreign substances can be detected with high sensitivity, an epitaxial wafer with fewer defects / foreign substances can be provided by managing the manufacturing process such as removing the cause of the occurrence of defects / foreign substances based on the detection results. It becomes possible.
そこで本発明の目的は、エピタキシャルウェーハの欠陥・異物を高感度に検出可能な新たな評価方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a new evaluation method capable of detecting defects and foreign matter on an epitaxial wafer with high sensitivity.
レーザー表面検査装置は、入射系と受光系から構成される。本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、一入射系からの入射光を用いる以下の評価方法：
半導体基板上にエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハを、入射系および受光系を有するレーザー表面検査装置を用いて評価する方法であって、
一入射系から上記エピタキシャル層の表面に入射光を入射させ、この入射光が上記エピタキシャル層の表面で反射または散乱することにより放射された放射光を、第一の受光系で受光することによって得られた測定結果１、第二の受光系で受光することによって得られた測定結果２、および第三の受光系で受光することによって得られた測定結果３に基づき、上記エピタキシャル層の表面に存在するエピタキシャル層起因欠陥（以下、「エピ層起因欠陥」とも記載する。）および非エピタキシャル層起因異物（以下、「非エピ層起因異物」とも記載する。）からなる群から選択される異常種を輝点として検出することにより、上記エピタキシャルウェーハの評価を行うことを含み、
上記第一の受光系、第二の受光系および第三の受光系は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる評価方法、
を新たに見出した。即ち、上記評価方法によれば、一入射系と、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる三種の受光系とを備えたレーザー表面検査装置により得られる三種の測定結果に基づき、上記異常種の検出が可能となる。
The laser surface inspection apparatus includes an incident system and a light receiving system. As a result of intensive studies, the present inventors have evaluated the following evaluation method using incident light from a single incident system:
A method of evaluating an epitaxial wafer having an epitaxial layer on a semiconductor substrate using a laser surface inspection apparatus having an incident system and a light receiving system,
The incident light is incident on the surface of the epitaxial layer from one incident system, and the first light receiving system receives the radiated light emitted by reflecting or scattering the incident light on the surface of the epitaxial layer. Based on the obtained measurement result 1, the measurement result 2 obtained by receiving the light with the second light receiving system, and the measurement result 3 obtained by receiving the light with the third light receiving system, the surface of the epitaxial layer is present. An abnormal species selected from the group consisting of epitaxial layer-derived defects (hereinafter also referred to as “epi-layer-derived defects”) and non-epitaxial layer-derived foreign substances (hereinafter also referred to as “non-epi-layer-derived foreign substances”). Including detecting the epitaxial wafer by detecting as a bright spot,
The first light-receiving system, the second light-receiving system, and the third light-receiving system have different evaluation methods in which at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity is different from each other,
Newly found. That is, according to the above evaluation method, three types of measurement results obtained by a laser surface inspection apparatus provided with one incident system and three types of light receiving systems each having at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity. Based on the above, the abnormal species can be detected.
更に本発明によれば、
上記評価方法による評価が行われた、半導体基板上にエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハ、
も提供される。
Furthermore, according to the present invention,
An epitaxial wafer having an epitaxial layer on a semiconductor substrate, evaluated by the evaluation method,
Is also provided.
本発明によれば、エピタキシャルウェーハの各種異常種の検出が可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect various abnormal species of an epitaxial wafer.
［エピタキシャルウェーハの評価方法］
本発明の一態様は、半導体基板上にエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハを、入射系および受光系を有するレーザー表面検査装置を用いて評価する方法（以下、「評価方法」とも記載する。）であって、一入射系から上記エピタキシャル層の表面に入射光を入射させ、この入射光が上記エピタキシャル層の表面で反射または散乱することにより放射された放射光を、第一の受光系で受光することによって得られた測定結果１、第二の受光系で受光することによって得られた測定結果２、および第三の受光系で受光することによって得られた測定結果３に基づき、上記エピタキシャル層の表面に存在するエピタキシャル層起因欠陥（エピ層起因欠陥）および非エピタキシャル層起因異物（非エピ層起因異物）からなる群から選択される異常種を輝点として検出することにより、上記エピタキシャルウェーハの評価を行うことを含み、上記第一の受光系、第二の受光系および第三の受光系は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる評価方法に関する。
[Epitaxial wafer evaluation method]
One embodiment of the present invention is a method for evaluating an epitaxial wafer having an epitaxial layer on a semiconductor substrate using a laser surface inspection apparatus having an incident system and a light receiving system (hereinafter also referred to as “evaluation method”). The incident light is incident on the surface of the epitaxial layer from one incident system, and the first light receiving system receives the radiated light emitted by reflecting or scattering the incident light on the surface of the epitaxial layer. The surface of the epitaxial layer based on the measurement result 1 obtained by the above, the measurement result 2 obtained by receiving the light with the second light receiving system, and the measurement result 3 obtained by receiving the light with the third light receiving system. Selected from the group consisting of defects caused by epitaxial layers (defects caused by epilayers) and foreign matters caused by non-epitaxial layers (foreign matter caused by non-epi layers) The epitaxial wafer is evaluated by detecting an abnormal species as a bright spot, and the first light receiving system, the second light receiving system, and the third light receiving system are based on the light receiving angle and the polarization selectivity. At least one selected from the group is related to different evaluation methods.
以下、上記評価方法について、更に詳細に説明する。 Hereinafter, the evaluation method will be described in more detail.
＜評価対象ウェーハ＞
上記評価方法における評価対象ウェーハは、半導体基板上にエピタキシャル層を有するウェーハ、即ちエピタキシャルウェーハである。好ましくは、評価対象ウェーハは、シリコン基板上にエピタキシャル層を有するシリコンエピタキシャルウェーハである。エピタキシャルウェーハには、エピタキシャル層表面に、エピ層起因欠陥および非エピ層起因異物からなる群から選択される各種異常種が存在し得る。これら異常種には、その発生原因等に起因し様々な形状・サイズのものが含まれ得るが、上記評価方法によれば、上記測定結果１、測定結果２および測定結果３に基づき、各種異常種の検出を行うことができ、好ましくは検出および判別を行うことができる。詳細は後述する。
<Evaluation wafer>
The evaluation target wafer in the evaluation method is a wafer having an epitaxial layer on a semiconductor substrate, that is, an epitaxial wafer. Preferably, the evaluation target wafer is a silicon epitaxial wafer having an epitaxial layer on a silicon substrate. In the epitaxial wafer, various abnormal species selected from the group consisting of epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matters may exist on the surface of the epitaxial layer. These abnormal species may include those of various shapes and sizes due to the cause of the occurrence, etc. According to the evaluation method, various abnormalities are obtained based on the measurement result 1, the measurement result 2 and the measurement result 3. Species detection can be performed, and preferably detection and discrimination can be performed. Details will be described later.
＜レーザー表面検査装置＞
上記評価方法において用いるレーザー表面検査装置（以下、単に「表面検査装置」とも記載する。）は、
・一入射系と、
・受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる３つの受光系（第一の受光系、第二の受光系および第三の受光系）と、
を備えている。かかる表面検査装置では、一入射系から評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に入射した光が、エピタキシャル層表面上の各所で反射または散乱することにより放射された放射光が、上記３つの受光系で受光される。放射光が放射する方向（詳しくは、反射光の反射角度または散乱光の散乱角度）および偏光特性は、エピ層起因欠陥や非エピ層起因異物の存在により様々に変わり得る。それらが異なる様々な放射光を、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる上記３つの受光系で受光することにより、エピ層起因欠陥や非エピ層起因異物を輝点として検出することが可能になると、本発明者らは推察している。そのような入射系および受光系を備える表面検査装置の一例（概略構成図）を、図１に示す。図１中、入射光を実線矢印、放射光を点線矢印で模式的に示しているが、図中に示す入射方向および放射方向は例示であって、本発明を何ら限定するものではない。
<Laser surface inspection device>
The laser surface inspection apparatus used in the evaluation method (hereinafter also simply referred to as “surface inspection apparatus”)
・ One incident system,
Three light receiving systems (a first light receiving system, a second light receiving system, and a third light receiving system) each having at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and a polarization selectivity;
It has. In such a surface inspection apparatus, the light incident on the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer to be evaluated from one incident system is reflected or scattered at various places on the epitaxial layer surface, and the radiated light is emitted from the three light receiving systems. Is received. The direction in which the emitted light is emitted (specifically, the reflection angle of the reflected light or the scattering angle of the scattered light) and the polarization characteristics can vary depending on the presence of epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matters. By receiving various kinds of radiated light different from each other by at least one of the three light receiving systems selected from the group consisting of the light receiving angle and the polarization selectivity, the epilayer-derived defects and the non-epi-layer-derived foreign matters are bright spots. The present inventors speculate that it can be detected as: An example (schematic configuration diagram) of a surface inspection apparatus having such an incident system and a light receiving system is shown in FIG. In FIG. 1, incident light is schematically indicated by solid line arrows and radiated light is indicated by dotted line arrows. However, the incident direction and the radiating direction shown in the figure are merely examples and do not limit the present invention.
図１に示す表面検査装置１０は、入射系および受光系として、
レーザー光源１００と、
レーザー光源１００から入射した光がエピタキシャルウェーハ１の表面（エピタキシャル層表面）で散乱または反射することにより放射された放射光を受光する低角度側受光器１０１および１０２、ならびに高角度側受光器２０１と、
を備えている。図１に示す表面検査装置１０は、高角度側受光器が１つであり低角度側受光器が２つの構成であるが、かかる構成に限定されるものではなく、高角度側受光器が２つであり低角度側受光器が１つの構成であってもよい。また、２つの低角度側受光器の受光角は、同じであっても異なっていてもよい。この点は、高角度側受光器が２つの場合でも同様である。それら３つの受光器は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる。この点については、更に後述する。なお図１に示す表面検査装置１０では、低角度側受光器１０１および１０２は、ステージ１１上方全周において放射光を受光する構成であるが、放射光を受光できる構成であればよく図１に示す態様に限定されるものではない。
The surface inspection apparatus 10 shown in FIG. 1 includes an incident system and a light receiving system.
A laser light source 100;
Low angle side light receivers 101 and 102 that receive light emitted by scattering or reflecting light incident from the laser light source 100 on the surface (epitaxial layer surface) of the epitaxial wafer 1, and a high angle side light receiver 201; ,
It has. The surface inspection apparatus 10 shown in FIG. 1 has one high angle side light receiver and two low angle side light receivers. However, the configuration is not limited to this, and the high angle side light receiver has two structures. The number of the low angle side light receivers may be one. Further, the light receiving angles of the two low angle side light receivers may be the same or different. This is the same even when there are two high-angle side light receivers. The three light receivers are different from each other in at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity. This point will be further described later. In the surface inspection apparatus 10 shown in FIG. 1, the low-angle side light receivers 101 and 102 are configured to receive the radiated light all around the stage 11. It is not limited to the mode shown.
更に、表面検査装置１０は、エピタキシャルウェーハ１を載せるステージ１１を回転可能とする回転モータ１２および水平方向に移動可能とする可動手段（図示せず）を備えることにより、上記の各レーザー光源から入射する光の照射位置を変えることができる。これにより、エピタキシャルウェーハ１の表面の評価すべき領域または表面全域に光を順次照射し（走査し）、評価すべき領域または表面全域において異常種の検出を行うことが可能となる。 Further, the surface inspection apparatus 10 is provided with a rotary motor 12 that can rotate the stage 11 on which the epitaxial wafer 1 is mounted and a movable means (not shown) that can move in the horizontal direction, so that it can be incident from each of the laser light sources. The light irradiation position can be changed. Thereby, it is possible to sequentially irradiate (scan) the region to be evaluated or the entire surface of the surface of the epitaxial wafer 1 and detect abnormal species in the region to be evaluated or the entire surface.
更に、ステージ１１の回転および水平方向の移動を制御する制御部１３と、上記の各受光器が受光した放射光の情報に基づき、検出された異常種の検出サイズを算出する演算部１４と、を備えている。また、ＰＣ（Personal Computer）１５は、制御部１３から光を照射した位置の位置情報を受信し、未照射位置へ光を照射するためにステージ１１を移動させる信号を送信する。更に、ＰＣ１５は、演算部１４から、検出された異常種の検出サイズに関する情報を受信し、測定結果１、測定結果２および測定結果３を生成することができる。 Furthermore, a control unit 13 that controls the rotation and horizontal movement of the stage 11, a calculation unit 14 that calculates the detection size of the detected abnormal species based on the information of the radiated light received by each of the light receivers, It has. Further, a PC (Personal Computer) 15 receives position information of the position irradiated with light from the control unit 13 and transmits a signal for moving the stage 11 to irradiate light to an unirradiated position. Further, the PC 15 can receive information on the detected size of the detected abnormal species from the calculation unit 14 and generate the measurement result 1, the measurement result 2, and the measurement result 3.
ただし、図１に概略を示す表面検査装置の構成は例示である。上記評価方法では、一入射系、ならびに受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる３つの受光系（第一の受光系、第二の受光系および第三の受光系）を有する表面検査装置であれば、図１に示す構成の表面欠陥装置に限定されず、各種表面検査装置を用いることができる。例えば、一入射系および上記の３つの受光系を有する表面検査装置としては、KLA TENCOR社製 SurfscanシリーズSP5を用いることができる。 However, the configuration of the surface inspection apparatus schematically shown in FIG. 1 is an example. In the evaluation method described above, one light receiving system and three light receiving systems each selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity are different from each other (first light receiving system, second light receiving system, and third light receiving system). 1 is not limited to the surface defect apparatus having the configuration shown in FIG. 1, and various surface inspection apparatuses can be used. For example, as a surface inspection apparatus having one incident system and the above three light receiving systems, Surfscan series SP5 manufactured by KLA TENCOR can be used.
＜検出対象の異常種＞
上記評価方法における検出対象は、エピタキシャルのエピタキシャル層の表面に存在するエピ層起因欠陥および非エピ層起因異物からなる群から選択される異常種である。これら異常種は、評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に一入射系から光を入射させエピタキシャル層表面から光が放射（散乱または反射）されることにより、受光系において輝点として検出される。輝点を検出することにより、表面検査装置の演算部において、検出された輝点のサイズから、標準粒子のサイズに基づき、輝点をもたらした異常種のサイズ（検出サイズ）を算出することができる。標準粒子のサイズに基づく検出サイズの算出は、市販の表面検査装置に備えられている演算手段により、または公知の演算方法により、行うことができる。
<Abnormal species to be detected>
The detection target in the evaluation method is an abnormal species selected from the group consisting of epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matters existing on the surface of the epitaxial epitaxial layer. These abnormal species are detected as bright spots in the light receiving system when light is incident on the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer to be evaluated from one incident system and light is emitted (scattered or reflected) from the epitaxial layer surface. By detecting the bright spot, the calculation unit of the surface inspection apparatus can calculate the size (detection size) of the abnormal species that caused the bright spot based on the size of the standard particle from the size of the detected bright spot. it can. The calculation of the detection size based on the size of the standard particles can be performed by a calculation means provided in a commercially available surface inspection apparatus or by a known calculation method.
エピ層起因欠陥とは、エピタキシャル層形成に起因して発生した欠陥であって、例えば、Hillock、Stacking Fault（SF；積層欠陥）、Dislocation（転位）等が知られている。更に、Hillock、SF、およびDislocationからなる群から選ばれる２種以上の欠陥が連結した複合欠陥も発生し得る。一方、非エピ層起因異物は表面付着異物であって、パーティクル（Particle）のように、通常、洗浄により除去可能なものである。 An epilayer-induced defect is a defect generated due to the formation of an epitaxial layer, and for example, Hillock, Stacking Fault (SF), Dislocation (dislocation), and the like are known. Furthermore, a composite defect in which two or more kinds of defects selected from the group consisting of Hillock, SF, and Dislocation are connected can also occur. On the other hand, the non-epilayer-derived foreign matter is a surface-attached foreign matter that can be removed by washing, like particles.
エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とは発生原因が異なるため、それらの低減のための製造工程管理もそれぞれ異なる。そのため、エピタキシャルウェーハの評価においてはエピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とを判別して検出できることが望ましい。しかるに、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とを精度よく判別して検出することは、従来、必ずしも容易ではなかった。その一因としては、非エピ層起因異物はエピタキシャル層表面で凸状に観察されるが、エピ層起因欠陥の中にも凸状に観察されるものが含まれることが挙げられる。これに対し上記評価方法の一態様によれば、上記の３種類の測定結果（測定結果１、測定結果２および測定結果３）に基づく評価を行うことにより、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とを精度よく判別することが可能となる。 Since the generation causes of the epilayer-derived defects and the non-epilayer-derived foreign matters are different, the manufacturing process management for reducing them is also different. For this reason, in the evaluation of the epitaxial wafer, it is desirable to be able to detect and detect the epilayer-derived defect and the non-epilayer-derived foreign material. However, it has not been easy in the past to accurately detect and detect an epilayer-derived defect and a non-epilayer-derived foreign material. One reason for this is that the non-epi-layer-derived foreign matter is observed in a convex shape on the surface of the epitaxial layer, but the epi-layer-derived defects are also included in a convex shape. On the other hand, according to one aspect of the above evaluation method, by performing evaluation based on the above three types of measurement results (measurement result 1, measurement result 2 and measurement result 3), epilayer-induced defects and non-epilayer-derived It is possible to accurately discriminate foreign substances.
例えば一態様では、
測定結果１における検出の有無および検出サイズ、
測定結果２における検出の有無および検出サイズ、ならびに
測定結果３における検出の有無および検出サイズ、
からなる群から選ばれる判別基準に基づき、検出された異常種がエピタキシャル層起因欠陥であるか非エピタキシャル層起因異物であるか判別することができる。
For example, in one aspect,
Presence / absence of detection in detection result 1 and detection size,
Presence / absence and detection size in measurement result 2, and Presence / absence and detection size in measurement result 3,
It is possible to determine whether the detected abnormal species is an epitaxial layer-derived defect or a non-epitaxial layer-derived foreign material based on a determination criterion selected from the group consisting of:
＜評価方法の具体的態様＞
次に、上記評価方法の具体的態様について、説明する。
<Specific embodiment of evaluation method>
Next, a specific aspect of the evaluation method will be described.
（入射系）
一入射系から評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に入射する入射光の波長は、特に限定されるものではない。入射光は、一態様では紫外光であるが、可視光またはその他の光であってもよい。ここで本発明における紫外光とは、４００ｎｍ未満の波長域の光をいい、可視光とは、４００〜６００ｎｍの波長域の光をいうものとする。
(Injection system)
The wavelength of incident light incident on the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer to be evaluated from one incident system is not particularly limited. The incident light is ultraviolet light in one aspect, but may be visible light or other light. Here, the ultraviolet light in the present invention refers to light having a wavelength range of less than 400 nm, and the visible light refers to light having a wavelength range of 400 to 600 nm.
一入射系から評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に入射する入射光の入射角度は、上記エピタキシャル層表面と水平な全方向を０°、このエピタキシャル層表面と垂直な方向を９０°として、入射角度を最小０°から最大９０°で規定すると、０°以上９０°以下であることができ、０°超９０°未満の範囲であることが好ましい。 The incident angle of incident light incident on the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer to be evaluated from one incident system is 0 ° in all directions parallel to the epitaxial layer surface and 90 ° in the direction perpendicular to the epitaxial layer surface. When the angle is defined from a minimum of 0 ° to a maximum of 90 °, it can be 0 ° or more and 90 ° or less, and is preferably in a range of more than 0 ° and less than 90 °.
（受光系）
前述の通り、本発明の評価方法において用いる表面検査装置は、３つの受光系を有し、これら３つの受光系は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる。一態様では、１つの受光系が評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面からの放射光を高角度側で受光する高角度受光系であり、他の２つの受光系が上記放射光を低角度側で受光する低角度受光系である。２つの低角度受光系の受光角は、同じであっても異なっていてもよい。ここで受光角に関して高角度（側）・低角度（側）とは、一方と他方との関係で相対的に定まるものであり、具体的な角度は限定されるものではない。一態様では、先に記載した入射角度と同様に評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面を基準に角度を規定する場合、高角度側での受光とは、８０°超〜９０°の範囲の受光角での受光であることができ、低角度側での受光とは、０°〜８０°の範囲の受光角での受光であることができる。また、他の一態様では、２つの受光系が高角度受光系であり、１つの受光系が低角度受光系であってもよい。この場合、２つの高角度受光系の受光角は、同じであっても異なっていてもよい。
(Light receiving system)
As described above, the surface inspection apparatus used in the evaluation method of the present invention has three light receiving systems, and these three light receiving systems are different in at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity. In one aspect, one light receiving system is a high angle light receiving system that receives light emitted from the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer to be evaluated at a high angle side, and the other two light receiving systems receive the above emitted light on the low angle side. This is a low-angle light receiving system that receives light at. The light receiving angles of the two low angle light receiving systems may be the same or different. Here, regarding the light receiving angle, the high angle (side) and the low angle (side) are relatively determined by the relationship between one and the other, and the specific angle is not limited. In one aspect, when the angle is defined based on the surface of the epitaxial layer of the epitaxial wafer to be evaluated as in the case of the incident angle described above, the light reception on the high angle side is the light reception in the range of more than 80 ° to 90 °. The light reception at the angle can be light reception at the low angle side, and can be light reception at a light reception angle in the range of 0 ° to 80 °. In another aspect, the two light receiving systems may be high angle light receiving systems, and one light receiving system may be a low angle light receiving system. In this case, the light receiving angles of the two high-angle light receiving systems may be the same or different.
上記３つの受光系は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる。受光角については、上述の通りである。一方、「偏光選択性が異なる」とは、受光系が、偏光を選択して受光する性質（即ち、偏光選択性があること）、全方位光を受光する性質（即ち、偏光選択性がないこと）、および偏光の中でも特定の（または特定の範囲の）方位角を有する偏光を選択受光する性質の少なくとも１つが異なることをいう。受光系に偏光選択性を付与する手段は公知であり、例えば偏光フィルタを受光系に備えることにより偏光選択性を有する受光系を構成することができ、偏光フィルタの種類によって特定の（または特定の範囲の）方位角を有する偏光を選択受光する性質を受光系に付与することができる。 The three light receiving systems are different from each other in at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and polarization selectivity. The light receiving angle is as described above. On the other hand, “difference in polarization selectivity” means that the light receiving system receives light by selecting polarized light (that is, has polarization selectivity) and has a property of receiving omnidirectional light (that is, there is no polarization selectivity). And at least one of the properties of selectively receiving polarized light having a specific (or a specific range) azimuth angle among polarized lights is different. Means for imparting polarization selectivity to the light receiving system is well known. For example, a light receiving system having polarization selectivity can be configured by providing a polarizing filter in the light receiving system. The light receiving system can be given the property of selectively receiving polarized light having an azimuth angle (in the range).
上記表面検査装置は、一態様では、１つの受光系が全方位光を受光し、他の２つの受光系が偏光を選択受光することができる。また、具体的な一態様では、１つの受光系が全方位光を受光し、他の２つの受光系が、方位角が異なる偏光をそれぞれ選択受光することができる。偏光を選択受光する２つの受光系について、一方の受光系に受光される偏光の方位角をθ１°とし、他方の受光系に受光される偏光の方位角をθ２°として、０°≦θ１°≦９０°かつ９０°≦θ２°≦１８０°であることができる。ここで、１つの受光系が全方位光を受光し、他の２つの受光系が、方位角が異なる偏光をそれぞれ選択受光する態様では、θ１°とθ２°は異なるため、θ１°＜θ２°である。更に、好ましい具体的な一態様では、全方位角を受光する受光系の受光角は、偏光を選択受光する受光系より高角度であることができる。なお全方位光とは、非偏光とも呼ばれ、偏光ではない光である。これに対し偏光とは、特定の方向性（方位角）を持つ光である。 In one aspect, the surface inspection apparatus can have one light receiving system receiving omnidirectional light and the other two light receiving systems selectively receiving polarized light. Moreover, in one specific aspect, one light receiving system can receive omnidirectional light, and the other two light receiving systems can selectively receive polarized light having different azimuth angles. For two light receiving systems that selectively receive polarized light, the azimuth angle of polarized light received by one light receiving system is θ 1 °, and the azimuth angle of polarized light received by the other light receiving system is θ 2 °, and 0 ° ≦ θ 1 ° ≦ 90 ° and 90 ° ≦ θ 2 ° ≦ 180 °. Here, in a mode in which one light receiving system receives omnidirectional light and the other two light receiving systems selectively receive polarized light having different azimuth angles, θ 1 ° and θ 2 ° are different, and thus θ 1 °. <Θ 2 °. Furthermore, in a preferable specific embodiment, the light receiving angle of the light receiving system that receives all azimuth angles can be higher than that of the light receiving system that selectively receives polarized light. Note that omnidirectional light is also called non-polarized light and is not polarized light. On the other hand, polarized light is light having a specific directionality (azimuth angle).
受光系に関して、より好ましい具体的な一態様は、以下の通りである。
第一の受光系は、全方位光を受光し、
第二の受光系は、方位角θ１°の偏光を受光し、
第三の受光系は、方位角θ２°の偏光を受光し、
第一の受光系の受光角は、第二の受光系および第三の受光系の受光角より高角度である。即ち、全方位角を受光する第一の受光系は、高角度受光系であり、偏光を受光する第二の受光系および第三の受光系は、低角度受光系である。更に、偏光を受光する２つの受光系（第二の受光系および第三の受光系）が受光する偏光の方位角は、θ１°＜θ２°である。
A more preferable specific aspect regarding the light receiving system is as follows.
The first light receiving system receives omnidirectional light,
The second light receiving system receives polarized light with an azimuth angle θ 1 °,
The third light receiving system receives polarized light with an azimuth angle θ 2 °,
The light receiving angle of the first light receiving system is higher than the light receiving angles of the second light receiving system and the third light receiving system. That is, the first light receiving system that receives all azimuth angles is a high angle light receiving system, and the second light receiving system and the third light receiving system that receive polarized light are low angle light receiving systems. Furthermore, the azimuth angle of polarized light received by two light receiving systems (second light receiving system and third light receiving system) that receives polarized light is θ 1 ° <θ 2 °.
上記評価方法における検出対象は、エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に存在するエピ層起因欠陥および非エピ層起因異物からなる群から選択される異常種であるが、これら異常種の中で、非エピ層起因異物（例えば、一般に「Particle」と呼ばれる表面付着異物）は、入射系から入射した入射光を、エピ層起因欠陥と比べて等方的に散乱する傾向がある。また換言すれば、エピ層起因欠陥は、入射系から入射した入射光を、非エピ層起因異物と比べて異方的に散乱する傾向がある。本発明者らは、かかる傾向に関して、上記のより好ましい具体的な一態様にかかる受光系を有する表面検査装置では、より方位角が小さい偏光を受光する第二の受光系は、エピタキシャル層表面からの反射光成分の抑制が可能であり、等方的な散乱をする非エピ層起因異物からの散乱光を検出しやすいと考えている。これに対し、より方位角が大きい偏光を受光する第三の受光系は、上記第二の受光系と比べて、エピタキシャル層表面からの反射光成分の抑制効果は低いものの、異方的な散乱をするエピ層起因欠陥からの散乱光を高感度に検出することができると、本発明者らは考えている。更に、上記の第二の受光系および第三の受光系とともに、これら２つの受光系よりも高角度側で全方位光を受光する第一の受光系を組み合わせることにより、各種異常種の検出感度をより高めることができると、本発明者らは推察している。こうして、エピ層起因欠陥および非エピ層起因異物をともに高感度に検出することが可能になると、本発明者らは考えている。ただし以上は本発明者らによる推察を含むものであり、本発明を何ら限定するものではない。 The object to be detected in the above evaluation method is an abnormal species selected from the group consisting of epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matter existing on the epitaxial layer surface of the epitaxial wafer. Caused foreign matter (for example, a surface-attached foreign matter generally called “Particle”) tends to scatter the incident light incident from the incident system more isotropically than the epilayer-derived defect. In other words, the epilayer-induced defects tend to scatter incident light incident from the incident system more anisotropically than non-epilayer-derived foreign matters. In the surface inspection apparatus having the light receiving system according to the more preferable specific embodiment, the second light receiving system that receives polarized light having a smaller azimuth angle is provided on the surface of the epitaxial layer. The reflected light component can be suppressed, and the scattered light from the non-epi-layer-derived foreign matter that isotropically scatters can be easily detected. On the other hand, the third light receiving system that receives polarized light having a larger azimuth angle is less effective in suppressing the reflected light component from the epitaxial layer surface than the second light receiving system, but is anisotropically scattered. The present inventors consider that the scattered light from the defect caused by the epi layer can be detected with high sensitivity. Further, by combining the above-described second light receiving system and third light receiving system with the first light receiving system that receives omnidirectional light at a higher angle than these two light receiving systems, detection sensitivity of various abnormal species The present inventors presume that can be further increased. In this way, the present inventors believe that it is possible to detect both epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matters with high sensitivity. However, the above includes inferences by the present inventors and does not limit the present invention.
ところで、先に記載したように、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とは、発生原因がそれぞれ異なるため、それらを低減するための手段も異なる。例えば、非エピ層起因異物を低減するための手段としては、エピタキシャル層形成後の異物付着を抑制すること、および洗浄を強化することが挙げられる。非エピ層起因異物は、一般に洗浄により除去可能である。一方、エピ層起因欠陥は、エピタキシャル層形成に起因して発生し、エピタキシャル層形成工程（即ち、エピタキシャル層形成のための気相成長（エピタキシャル成長）工程）で通常導入される。したがって、エピ層起因欠陥を低減するためには、エピタキシャル層形成工程における各種条件および／または装置構造の変更を検討することが望ましい。したがって、エピタキシャルウェーハの評価においては、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とを、判別して検出できることが望ましい。判別して検出することにより、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物のそれぞれの発生数や存在状態（分布）の把握が可能になり、発生数や分布に応じて適切な低減手段を選択することが可能になるからである。この点に関して、上記のより好ましい一態様にかかる受光系を備える表面検査装置によれば、
高角度側で全方位光を受光する第一の受光系での受光により得られた測定結果１における検出の有無および検出サイズ；
低角度側で方位角θ１°の偏光を受光する第二の受光系での受光により得られた測定結果２における検出の有無および検出サイズ；ならびに、
低角度側で方位角θ２°（ただしθ１°＜θ２°）の偏光を受光する第三の受光系での受光により得られた測定結果３における検出の有無および検出サイズ、
からなる群から選ばれる判別基準に基づき、検出された異常種がエピ層起因欠陥であるか非エピ層起因異物であるか判別することができる。このような判別が可能となる理由は、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物は、発生原因の違いに起因し形状等が異なることにより光を散乱・反射する挙動が異なるため、受光角や偏光選択性が異なる受光系における検出の有無や検出サイズが異なることにあると、本発明者らは考えている。
By the way, as described above, since the epilayer-derived defects and the non-epilayer-derived foreign matters have different causes of occurrence, the means for reducing them are also different. For example, as a means for reducing the non-epilayer-derived foreign matter, it is possible to suppress adhesion of foreign matter after the formation of the epitaxial layer and to enhance cleaning. Non-epi layer-derived foreign matter can be generally removed by cleaning. On the other hand, epilayer-induced defects are generated due to the formation of an epitaxial layer, and are usually introduced in an epitaxial layer formation step (that is, a vapor phase growth (epitaxial growth) step for forming an epitaxial layer). Therefore, in order to reduce the defects caused by the epi layer, it is desirable to examine various conditions and / or changes in the device structure in the epitaxial layer forming step. Therefore, in the evaluation of an epitaxial wafer, it is desirable to be able to detect and detect an epilayer-derived defect and a non-epilayer-derived foreign material. By distinguishing and detecting, it becomes possible to grasp the number of occurrences and existence states (distributions) of defects caused by epilayers and non-epilayers, and select appropriate reduction means according to the number and distribution of occurrences. Because it becomes possible. In this regard, according to the surface inspection apparatus including the light receiving system according to the more preferable aspect described above,
Presence / absence of detection and detection size in measurement result 1 obtained by light reception by the first light receiving system that receives omnidirectional light on the high angle side;
The presence or absence of detection and the detection size in the measurement result 2 obtained by light reception by the second light receiving system that receives the polarized light at the azimuth angle θ 1 ° on the low angle side;
The presence / absence of detection and the detection size in the measurement result 3 obtained by receiving light with a third light receiving system that receives polarized light having an azimuth angle θ 2 ° (where θ 1 ° <θ 2 °) on the low angle side,
It is possible to determine whether the detected abnormal species is an epilayer-derived defect or a non-epilayer-derived foreign material based on a determination criterion selected from the group consisting of: The reason why such discrimination is possible is that epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign substances have different behaviors of scattering and reflecting light due to differences in the causes of occurrence, so the light receiving angle and The present inventors consider that the presence / absence of detection and the detection size in the light receiving systems having different polarization selectivity are different.
上記のより好ましい一態様にかかる受光系を備える表面検査装置によれば、更に好ましくは、下記表１に示す基準にしたがい、検出された異常種がエピ層起因欠陥であるか非エピ層起因異物であるか判別することができる。下記表１中、Ｘは、１．０＜Ｘ＜３．０である。Ｘが１．０＜Ｘ＜３．０の下記関係式および特定の受光系での検出の有無に基づく下記基準にしたがうことにより、エピ層起因欠陥と非エピ層起因異物とを判別することが可能になる理由は、各受光系の受光角および／または偏光選択性の違い、ならびにエピ層起因欠陥と非エピ層起因異物の光の散乱・反射の挙動の違いによるものと、本発明者らは考えている。この点は、本発明者らの鋭意検討により得られた、従来まったく知られていなかった新たな知見である。 According to the surface inspection apparatus provided with the light receiving system according to the more preferable aspect described above, more preferably, the detected abnormal species is an epilayer-derived defect or a non-epilayer-derived foreign material according to the criteria shown in Table 1 below. Can be determined. In Table 1 below, X is 1.0 <X <3.0. According to the following relational expression where X is 1.0 <X <3.0 and the following criteria based on the presence or absence of detection in a specific light receiving system, it is possible to discriminate between epilayer-derived defects and non-epilayer-derived foreign matters. The reason why this is possible is due to the difference in the acceptance angle and / or polarization selectivity of each light receiving system, and the difference in the light scattering / reflection behavior of the defect caused by the epilayer and the non-epilayer. Is thinking. This point is a new finding that has been obtained by diligent studies by the present inventors and has not been known at all.
上記Ｘは、１．０＜Ｘ＜３．０であり、１．２＜Ｘ＜１．６であることが好ましい。一例として、例えば、＝１．４であることができる。 Said X is 1.0 <X <3.0 and it is preferable that 1.2 <X <1.6. As an example, for example, it can be = 1.4.
上記評価方法の更に具体的な一態様は、実施例に基づき後述する。上記評価方法による評価により、エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面の異常種の有無、異常種の存在数や存在位置（分布）等の、異常種に関する各種評価を行うことができる。 A more specific aspect of the evaluation method will be described later based on examples. By the evaluation by the above evaluation method, various evaluations regarding the abnormal species such as the presence / absence of the abnormal species on the surface of the epitaxial layer of the epitaxial wafer, the number of abnormal species existing, and the existing position (distribution) can be performed.
以上説明した評価方法によって評価を行い得られた評価結果に基づきエピタキシャルウェーハの製造工程に、各種異常種を低減するための工程変更や保守（例えば製造条件の変更、製造装置の改造、洗浄、薬液の高品質化、等）を行うことによって、その後に異常種の少ない高品質なエピタキシャルウェーハを、製品ウェーハとして提供することが可能となる。
また、製品として出荷する前のエピタキシャルウェーハを上記評価方法により評価し、各種異常種の存在数が予め定めていた許容範囲内（閾値以下）であることが確認されたエピタキシャルウェーハを製品ウェーハとして出荷することにより、高品質なエピタキシャルウェーハを安定供給することが可能となる。なお閾値は、特に限定されるものではなく、製品ウェーハの用途等に応じて、適宜設定することができる。
即ち、上記評価方法は、エピタキシャルウェーハの工程管理や品質管理のために用いることができる。
Based on the evaluation results obtained by the evaluation method described above, the process change and maintenance for reducing various abnormal species in the manufacturing process of the epitaxial wafer (for example, change of manufacturing conditions, modification of manufacturing equipment, cleaning, chemical solution) , Etc.), it is possible to provide a high quality epitaxial wafer with few abnormal species as a product wafer thereafter.
Epitaxial wafers before shipping as products are evaluated by the above evaluation method, and epitaxial wafers that are confirmed to be within the allowable range (threshold value or less) determined in advance are shipped as product wafers. By doing so, it becomes possible to stably supply a high-quality epitaxial wafer. The threshold value is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the application of the product wafer.
That is, the evaluation method can be used for process control and quality control of the epitaxial wafer.
［エピタキシャルウェーハ］
本発明の更なる態様は、上記評価方法による評価が行われた、半導体基板上にエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハに関する。かかるエピタキシャルウェーハは、上記評価結果による評価によって、各種異常種の存在数が予め定めていた許容範囲内（閾値以下）であることが確認されたエピタキシャルウェーハであることができる。
[Epitaxial wafer]
The further aspect of this invention is related with the epitaxial wafer which has an epitaxial layer on the semiconductor substrate by which the evaluation by the said evaluation method was performed. Such an epitaxial wafer can be an epitaxial wafer that has been confirmed to be within a predetermined allowable range (threshold value or less) by the evaluation based on the above evaluation results.
以下に、実施例に基づき本発明を更に説明する。ただし本発明は、実施例に示す態様に限定されるものではない。 The present invention will be further described below based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the examples.
１．輝点（ＬＰＤ）の検出および異常種のサイズ算出
評価対象のエピタキシャルウェーハとして、チョクラルスキー法により形成されたインゴットから切り出した単結晶シリコン基板上に、厚み２．７５μｍのエピタキシャル層を気相成長（エピタキシャル成長）により形成したエピタキシャルウェーハ（ウェーハ直径：３００ｍｍ）を１０枚準備した。
表面検査装置として、KLA TENCOR社製 SurfscanシリーズSP5を用いて、上記１０枚のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面において輝点の検出を行った。KLA TENCOR社製 SurfscanシリーズSP5は、一入射系として、評価対象ウェーハの表面に入射光を斜め入射させる紫外光源を有し、受光系として、ＤＮＯ（Dark-Field Narrow Oblique）チャンネル、ＤＷ１Ｏ（Dark-Field Wide1 Oblique）チャンネル、およびＤＷ２Ｏ（Dark-Field Wide2 Oblique）チャンネルという３つの受光系を有する。ＤＮＯは、全方位光を受光する（即ち偏光選択性を有さない）受光系であり、ＤＷ１ＯチャンネルおよびＤＷ２Ｏチャンネルに対して高角度側の受光系である。一方、ＤＷ１ＯチャンネルおよびＤＷ２Ｏチャンネルは、ＤＮＯチャンネルに対して低角度側の受光系であり、偏光選択性を有する。ＤＷ１Ｏチャンネルが受光する偏光の方位角は、ＤＷ２Ｏチャンネルが受光する偏光の方位角より小さい。ＤＷ１Ｏチャンネルが受光する偏光の方位角は、０°以上９０°以下の範囲にあり、ＤＷ２Ｏチャンネルが受光する偏光の方位角は、９０°以上１８０°以下の範囲にある。
表面検査装置KLA TENCOR社製 SurfscanシリーズSP5を用いて、評価対象のエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面の全域に入射光を走査して輝点（ＬＰＤ）として異常種を検出し、かつ輝点のサイズに基づき、上記表面検査装置に備えられた演算部において、検出された異常種サイズ（検出サイズ）を算出した。なお上記表面検査装置の各受光系において検出される輝点のサイズの下限（検出下限）は、ＤＮＯチャンネルは４０ｎｍ、ＤＷ１Ｏチャンネルは２１ｎｍ、ＤＷ２Ｏチャンネルは３３ｎｍである。
1. Detection of bright spots (LPD) and size calculation of abnormal species As an epitaxial wafer to be evaluated, an epitaxial layer having a thickness of 2.75 μm is vapor-phase grown on a single crystal silicon substrate cut out from an ingot formed by the Czochralski method. Ten epitaxial wafers (wafer diameter: 300 mm) formed by (epitaxial growth) were prepared.
Using a Surfscan series SP5 manufactured by KLA TENCOR as a surface inspection device, bright spots were detected on the epitaxial layer surfaces of the ten epitaxial wafers. Surfscan series SP5 manufactured by KLA TENCOR has an ultraviolet light source that obliquely impinges incident light on the surface of the wafer to be evaluated as one incident system, and a DNO (Dark-Field Narrow Oblique) channel, DW1O (Dark-) It has three light receiving systems, a Field Wide 1 Oblique) channel and a DW 2 O (Dark-Field Wide 2 Oblique) channel. The DNO is a light receiving system that receives omnidirectional light (that is, has no polarization selectivity), and is a light receiving system on the high angle side with respect to the DW1O channel and the DW2O channel. On the other hand, the DW1O channel and the DW2O channel are light receiving systems on the low angle side with respect to the DNO channel, and have polarization selectivity. The azimuth angle of polarized light received by the DW1O channel is smaller than the azimuth angle of polarized light received by the DW2O channel. The azimuth angle of polarized light received by the DW1O channel is in the range of 0 ° to 90 °, and the azimuth angle of polarized light received by the DW2O channel is in the range of 90 ° to 180 °.
Using the Surfscan series SP5 manufactured by KLA TENCOR, the surface inspection equipment scans the entire surface of the epitaxial layer of the epitaxial wafer to be evaluated, detects abnormal species as bright spots (LPD), and sets the bright spot size. Based on this, the detected abnormal species size (detected size) was calculated in the arithmetic unit provided in the surface inspection apparatus. The lower limit (detection lower limit) of the size of the bright spot detected in each light receiving system of the surface inspection apparatus is 40 nm for the DNO channel, 21 nm for the DW1O channel, and 33 nm for the DW2O channel.
２．走査型電子顕微鏡による異常種の観察
上記１．で評価を行ったエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）、コンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡（レーザーテック社製ＭＡＧＩＣＳ）、および／または原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Atomic Force Microscope）により観察し、上記表面検査装置により検出された輝点位置に存在する異常種を、観察された形状に基づき、非エピ層起因異物（Particle）および各種エピ層起因欠陥に分類した。上記顕微鏡観察により観察された各異常種の一例（顕微鏡画像）を、図２に示す。図２（ａ）はParticleと分類された異常種のＳＥＭ像、図２（ｂ）はSFと分類された異常種のＳＥＭ像、図２（ｃ）はHillockとSFとの複合欠陥と分類された異常種のコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡画像、図２（ｄ）はDislocationと分類された異常種のＡＦＭ像、（ｅ）はHillockとDislocationとの複合欠陥のＡＦＭ像である。
2. Observation of abnormal species by scanning electron microscope The epitaxial layer surface of the epitaxial wafer evaluated in (1) is scanned using a scanning electron microscope (SEM; Scanning Electron Microscope), a confocal laser microscope (MAGICS manufactured by Lasertec), and / or an atomic force microscope (AFM; Atomic). Abnormal species observed at the bright spot position detected by the surface inspection apparatus were classified into non-epi layer-derived foreign particles (Particle) and various epi layer-derived defects based on the observed shape. An example (microscope image) of each abnormal species observed by the microscope observation is shown in FIG. 2 (a) is an SEM image of an abnormal species classified as Particle, FIG. 2 (b) is an SEM image of an abnormal species classified as SF, and FIG. 2 (c) is classified as a composite defect of Hillock and SF. 2D is an AFM image of an abnormal species classified as Dislocation, and FIG. 2E is an AFM image of a combined defect of Hillock and Dislocation.
３．算出されたサイズと異常種の種類に関する検討
図３に、上記２．における顕微鏡観察により分類された各異常種について、上記１．においてＤＷ１Ｏチャンネルで輝点として検出されたサイズから算出された異常種サイズとＤＷ２Ｏチャンネルで輝点として検出されたサイズから算出された異常種サイズをプロットしたグラフを示す。このグラフ内で、Ｘ軸上にプロットされた異常種は、ＤＷ１Ｏチャンネルのみで検出され、ＤＷ２Ｏチャンネルでは未検出の異常種であり、Ｙ軸上にプロットされた異常種は、ＤＷ２Ｏチャンネルのみで検出され、ＤＷ１Ｏチャンネルでは未検出の異常種である。
図４には、上記２．における顕微鏡観察により分類された各異常種について、上記１．においてＤＷ１Ｏチャンネルで輝点として検出されたサイズから算出された異常種サイズとＤＮＯチャンネルで輝点として検出されたサイズから算出された異常種サイズをプロットしたグラフを示す。このグラフ内で、Ｘ軸上にプロットされた異常種は、ＤＷ１Ｏチャンネルのみで検出され、ＤＮＯチャンネルでは未検出の異常種であり、Ｙ軸上にプロットされた異常種は、ＤＮＯチャンネルのみで検出され、ＤＷ１Ｏチャンネルでは未検出の異常種である。
図３および図４中、「Hillock＆Dislocation」とは、HillockとDislocationとの複合欠陥を意味し、「Hillock＆SF」とは、HillockとSFとの複合欠陥を意味する。
図３および図４に示すように、各種異常種には、上記３つの受光系において検出された輝点サイズから算出されるサイズや検出の有無に違いが存在していた。
そこで、上記の結果をもとに、下記表２に示す異常種判別条件を作成した。図３および図４に示す結果から、Particleと各種エピ層起因欠陥を判別する、ＤＷ２Ｏ／ＤＷ１Ｏサイズ比およびＤＮＯ／ＤＷ１Ｏサイズ比の閾値は、１．０超３．０未満に設定することが望ましいと考え、暫定的に１．４とした。表２に示す異常種判別基準で判別を行い、この異常種判別基準の妥当性を上記２．の顕微鏡による観察結果により確認した。その結果、表２に示す異常種判別基準に適応しない異常種はなく、適応率（％）＝[適応した異常種の数／（適応した異常種の数＋適応しない異常種の数）]×１００、により算出される適応率は、表２に示すように１００％であった。
3. Study on calculated size and type of abnormal species For each abnormal species classified by microscopic observation in 1. above. 3 is a graph plotting the abnormal species size calculated from the size detected as the bright spot in the DW1O channel and the abnormal species size calculated from the size detected as the bright spot in the DW2O channel. In this graph, abnormal species plotted on the X-axis are detected only on the DW1O channel, undetected abnormal species on the DW2O channel, and abnormal species plotted on the Y-axis are detected only on the DW2O channel. In the DW1O channel, it is an undetected abnormal species.
In FIG. For each abnormal species classified by microscopic observation in 1. above. 3 is a graph plotting the abnormal species size calculated from the size detected as the bright spot in the DW1O channel and the abnormal species size calculated from the size detected as the bright spot in the DNO channel. In this graph, abnormal species plotted on the X-axis are detected only on the DW1O channel, undetected abnormal species on the DNO channel, and abnormal species plotted on the Y-axis are detected only on the DNO channel. In the DW1O channel, it is an undetected abnormal species.
3 and 4, “Hillock & Dislocation” means a combined defect of Hillock and Dislocation, and “Hillock & SF” means a combined defect of Hillock and SF.
As shown in FIGS. 3 and 4, there are differences in various abnormal species in the sizes calculated from the bright spot sizes detected in the three light receiving systems and in the presence or absence of detection.
Therefore, based on the above results, abnormal species discrimination conditions shown in Table 2 below were created. From the results shown in FIG. 3 and FIG. 4, it is desirable to set the threshold values of the DW2O / DW1O size ratio and the DNO / DW1O size ratio to discriminate particles and various epilayer-derived defects to more than 1.0 and less than 3.0. Therefore, it was temporarily set to 1.4. Discrimination is performed according to the abnormal species discrimination criteria shown in Table 2, and the validity of the abnormal species discrimination criteria is described in 2. above. This was confirmed by observation with a microscope. As a result, there is no abnormal species that does not adapt to the abnormal species discrimination criteria shown in Table 2, and the adaptation rate (%) = [number of adapted abnormal species / (number of adapted abnormal species + number of abnormal species not adapted)] × The adaptation rate calculated by 100 was 100% as shown in Table 2.
本発明は、エピタキシャルウェーハの製造分野において、有用である。 The present invention is useful in the field of manufacturing epitaxial wafers.
Claims (9)
一入射系から前記エピタキシャル層の表面に入射光を入射させ、該入射光が前記エピタキシャル層の表面で反射または散乱することにより放射された放射光を、第一の受光系で受光することによって得られた測定結果１、第二の受光系で受光することによって得られた測定結果２、および第三の受光系で受光することによって得られた測定結果３に基づき、前記エピタキシャル層の表面に存在するエピタキシャル層起因欠陥および非エピタキシャル層起因異物からなる群から選択される異常種を輝点として検出することにより、前記エピタキシャルウェーハの評価を行うことを含み、
前記第一の受光系、第二の受光系および第三の受光系は、受光角および偏光選択性からなる群から選ばれる少なくとも１つがそれぞれ異なる、前記評価方法。 A method of evaluating an epitaxial wafer having an epitaxial layer on a semiconductor substrate using a laser surface inspection apparatus having an incident system and a light receiving system,
The incident light is incident on the surface of the epitaxial layer from one incident system, and the first light receiving system receives the radiated light radiated by reflecting or scattering the incident light on the surface of the epitaxial layer. Present on the surface of the epitaxial layer on the basis of the obtained measurement result 1, the measurement result 2 obtained by receiving light with the second light receiving system, and the measurement result 3 obtained by receiving light with the third light receiving system. Performing an evaluation of the epitaxial wafer by detecting, as a bright spot, an abnormal species selected from the group consisting of defects caused by epitaxial layer and defects caused by non-epitaxial layer,
The evaluation method, wherein the first light receiving system, the second light receiving system, and the third light receiving system are different from each other in at least one selected from the group consisting of a light receiving angle and a polarization selectivity.
前記第二の受光系は、方位角θ１°の偏光を受光し、
前記第三の受光系は、方位角θ２°の偏光を受光し、
前記第一の受光系の受光角は、前記第二の受光系および前記第三の受光系の受光角より高角度であり、
測定結果１における検出の有無および検出サイズ、測定結果２における検出の有無および検出サイズ、ならびに測定結果３における検出の有無および検出サイズからなる群から選ばれる判別基準に基づき、前記検出された異常種がエピタキシャル層起因欠陥であるか非エピタキシャル層起因異物であるか判別することを含む、請求項４に記載の評価方法。 The first light receiving system receives omnidirectional light,
The second light receiving system receives polarized light with an azimuth angle θ 1 °,
The third light receiving system receives polarized light with an azimuth angle θ 2 °,
The light receiving angle of the first light receiving system is higher than the light receiving angles of the second light receiving system and the third light receiving system,
The detected abnormal species based on the discrimination criteria selected from the group consisting of the presence / absence and size of detection in measurement result 1, the presence / absence and size of detection in measurement result 2, and the presence / absence and detection size in measurement result 3 5. The evaluation method according to claim 4, comprising determining whether the defect is an epitaxial layer-derived defect or a non-epitaxial layer-derived foreign material.
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