JP2018151321A - 半導体構造体の製造方法、検査方法および半導体構造体 - Google Patents

半導体構造体の製造方法、検査方法および半導体構造体 Download PDF

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Abstract

【課題】被測定体の反射光分布に対するフィッティングによって得られるパラメータを、被測定体の表面粗さや湾曲量と精度良く対応付けることができる技術を提供する。
【解決手段】板状の半導体構造体を用意する工程と、半導体構造体を検査する工程と、を有し、半導体構造体を検査する工程は、光源から半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、半導体構造体の表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、複数個所で測定した反射光の強度を積算した積算値の、検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、第１ガウス関数と、第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって反射光分布をフィッティングし、半導体構造体の表面粗さに相当する指標として第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体構造体の製造方法、検査方法および半導体構造体に関する。
被測定体の表面粗さ等を測定するため、光学的な非接触式測定方法が用いられることがある。このような方法では、例えば、被測定体に光を照射し、被測定体から反射または散乱された反射光を二次元的に測定し、反射光分布を取得する。反射光分布を取得したら、例えば、反射光分布をガウス関数によって近似し、該ガウス関数の標準偏差に基づいて表面粗さを算出する（例えば、特許文献１）。
特開平６−２２１８１１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の測定方法では、ガウス関数の標準偏差から算出した表面粗さが、別の接触式測定方法等によって求められた表面粗さの実測値と異なってしまう場合があった。つまり、ガウス関数の標準偏差と被測定体の表面粗さとを対応付ける精度が低くなる場合があった。
本発明の目的は、被測定体の反射光分布に対するフィッティングによって得られるパラメータを、被測定体の表面粗さや湾曲量と精度良く対応付けることができる技術を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
板状の半導体構造体を用意する工程と、
前記半導体構造体を検査する工程と、を有し、
前記半導体構造体を検査する工程は、
光源から前記半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体構造体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記半導体構造体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
半導体構造体の製造方法、およびそれに関連する技術が提供される。
本発明によれば、被測定体の反射光分布に対するフィッティングによって得られるパラメータを、被測定体の表面粗さや湾曲量と精度良く対応付けることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体構造体を示す概略断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る検査装置を示す概略正面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る検査装置を示す概略上面図である。 検査装置の制御部を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る半導体構造体の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）は、表面が比較的平坦であり且つうねりがある半導体構造体についてのＡＦＭ像を示す図であり、（ｂ）は、表面が荒れている半導体構造体についてのＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は、表面が理想的に鏡面であり且つうねりがある半導体構造体を測定したときの反射光分布を示す概略図であり、（ｂ）は、理想的に湾曲がなく且つ表面が荒れている半導体構造体を測定したときの反射光分布を示す概略図である。 （ａ）は、半導体構造体を測定した反射光分布の一例を示す図であり、（ｂ）は、規格化反射光分布と該分布をフィッティングした多重ガウス関数とを示す図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る半導体構造体の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）は、基準サンプル１〜５の反射光分布を示す図であり、（ｂ）は、基準サンプル１〜５の反射光強度の面内分布を示す図である。 （ａ）は、第１ガウス関数のパラメータ（Ａ１）と半導体構造体の反り（ＳＯＲＩ）との湾曲対応関係を示す図であり、（ｂ）は、第２ガウス関数のパラメータ（σ２）と半導体層の荒れ面積比率との粗さ対応関係を示す図である。
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者の得た知見について説明する。
（特許文献１の測定方法での課題）
特許文献１に記載の測定方法では、上述のように、ガウス関数の標準偏差から算出した表面粗さが、別の接触式測定方法等によって求められた表面粗さの実測値と異なってしまう場合があった。
この原因について、発明者が鋭意検討したところ、被測定体に反り等の湾曲が生じている場合に、ガウス関数の標準偏差から算出した表面粗さが上記実測値と異なってしまうことを見出した。被測定体に湾曲が生じていると、被測定体の荒れだけでなく被測定体の湾曲にも起因して、被測定体の表面での反射光が散乱されうる。このため、特許文献１に記載の方法のように、反射光分布を単一のガウス関数で近似しても、うまく近似できず、その近似精度が低くなってしまう可能性がある。その結果、該ガウス関数の標準偏差から算出した表面粗さが上記実測値と異なってしまうこととなる。
したがって、被測定体に荒れだけでなく湾曲も生じている場合では、被測定体の反射光分布において、被測定体の湾曲の影響と被測定体の荒れの影響とをどのように切り分けて解析するかが重要となる。
（半導体構造体での課題）
窒化ガリウム（ＧａＮ）などのＩＩＩ族窒化物半導体は、シリコンよりも高い飽和自由電子速度や高い絶縁破壊耐圧を有している。このため、ＩＩＩ族窒化物半導体は、電力の制御等を行うパワーデバイスなどの半導体装置への応用が期待されている。具体的な半導体装置としては、例えば、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）やｐｎ接合ダイオードなどが挙げられる。
これらの半導体装置において、上部電極と接する最上層（例えばドリフト層）の表面が荒れていると、逆バイアス印加時に最上層の荒れた部分で電界集中が生じ、絶縁破壊耐圧が低下する可能性がある。したがって、逆バイアス印加時の半導体装置の耐圧を向上させるためには、最上層の表面が平坦であることが求められる。
従来、上記半導体装置の前駆体としての半導体構造体の製造工程では、半導体構造体の最上層の平坦性を確認するため、半導体構造体に対して表面粗さの接触式測定が行われることがあった。しかしながら、接触式測定では、一度に測定可能な範囲が狭く、最大でも１ｍｍ角程度であった。また、接触式測定では、所定の範囲を測定する測定時間が長かった。これらのため、半導体構造体の全面に対して、および／または、半導体構造体の全数に対して接触式測定を行うことは困難であった。その結果、最上層の表面粗さが大きい不良品の半導体装置を検出することが困難となっていた。
以下で説明する本発明は、本発明者が見出した上記新規課題によるものである。
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１）半導体構造体
まず、図１を用い、本実施形態に係る半導体構造体１０について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体構造体を示す概略断面図である。
本実施形態の半導体構造体１０は、例えば、ＳＢＤを製造する際の前駆体である半導体積層物として構成され、基板１００と、半導体層（エピタキシャル成長層、ドリフト層）１２０と、を有している。
（基板）
基板１００は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体からなり、半導体層１２０をエピタキシャル成長させる下地基板として構成されている。本実施形態では、基板１００は、例えば、ＧａＮ自立基板である。
基板１００は、主面１００ａを有している。基板１００の主面１００ａは、例えば、＋ｃ面（（０００１）面）、或いは、＋ｃ面に対して所定のオフ角を有する面である。ここでいうオフ角とは、主面１００ａの法線方向と、基板１００を構成するＩＩＩ族窒化物半導体結晶の主軸方向（ｃ軸方向）とのなす角のことをいう。本実施形態では、主面１００ａのオフ角は、例えば、０°以上１．２°以下である。
なお、基板１００の主面１００ａの算術平均粗さＲａは、例えば、１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下である。
基板１００の導電型は、例えば、ｎ型である。基板１００中のｎ型不純物は、例えば、シリコン（Ｓｉ）またはゲルマニウム（Ｇｅ）である。基板１００のｎ型不純物濃度は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３以上１×１０１９ｃｍ−３以下である。
基板１００の厚さは、基板１００の直径に依存し特に制限されないが、例えば、３００μｍ以上２ｍｍ以下である。ここでは、例えば、基板１００の直径を２インチとし、基板１００の厚さを４００μｍとする。
（半導体層）
半導体層１２０は、基板１００上に設けられ、例えば、ドリフト層として機能するよう構成されている。半導体層１２０は、例えば、基板１００と同様にＩＩＩ族窒化物半導体からなり、本実施形態では、例えば、ＧａＮからなっている。
半導体層１２０の導電型は、例えば、ｎ型である。半導体層１２０中のｎ型不純物は、基板１００中のｎ型不純物と同様に、例えば、ＳｉまたはＧｅである。
半導体層１２０のｎ型不純物濃度は、基板１００のｎ型不純物濃度よりも低くなっている。具体的には、半導体層１２０のｎ型不純物濃度は、例えば、３×１０１５ｃｍ−３以上５×１０１６ｃｍ−３以下である。半導体層１２０のｎ型不純物濃度を３×１０１５ｃｍ−３以上とすることにより、半導体構造体１０により製造される半導体装置のオン抵抗を低減することができる。また、半導体層１２０のｎ型不純物濃度を５×１０１６ｃｍ−３以下とすることにより、逆バイアス印加時の半導体装置の耐圧を向上させることができる。
半導体層１２０の厚さは、例えば、１０μｍ以上３０μｍ以下である。半導体層１２０の厚さを１０μｍ以上とすることにより、逆バイアス印加時の該半導体装置の耐圧を向上させることができる。また、半導体層１２０の厚さを３０μｍ以下とすることにより、半導体構造体１０により製造される半導体装置のオン抵抗を低減することができる。
半導体層１２０は、基板１００と反対側の面として、主面１２０ａを有している。なお、以下において、半導体層１２０の主面１２０ａのことを「半導体構造体１０の表面」ともいう。
ここで、基板１００の状態（表面粗さ等）や半導体層１２０の成長条件等に依存して、半導体層１２０の主面１２０ａに荒れが生じることがある。しかしながら、逆バイアス印加時の半導体装置の耐圧を向上させる観点から、後述の良品として選別される半導体構造体１０では、半導体層１２０の主面１２０ａに荒れが低減されていることが好ましい。
具体的には、半導体層１２０の主面１２０ａの算術平均粗さＲａは、例えば、３０ｎｍ以下、好ましくは１５ｎｍ以下である。これにより、逆バイアス印加時の設計耐圧を満たさない半導体装置の割合を１０％以下として高い歩留りを確保することができる。なお、ここでいう設計耐圧は、半導体層１２０のキャリア濃度と膜厚とによって決まるものであるが、典型的には、例えば、１．２ｋＶ以上とされる。また、半導体層１２０の主面１２０ａの算術平均粗さＲａの下限値は、小さければ小さいほどよいため特に限定されるものではないが、半導体層１２０の主面１２０ａの算術平均粗さＲａを基板１００の主面１００ａの算術平均粗さＲａ以下とすることが困難であることから、例えば、１ｎｍ程度である。
なお、以下において、半導体構造体１０の半導体層１２０の主面１２０ａの算術平均粗さＲａを「半導体構造体１０の算術平均粗さＲａ」ということがある。
また、半導体層１２０の主面１００ａの全面積（半導体構造体１０の表面の面積）に対する、荒れが生じている部分の面積の比率である「荒れ面積比率」は、例えば、５０％以下、好ましくは２０％以下である。なお、ここでいう荒れ面積比率は、表面粗さの指標の１つである。また、ここでいう「荒れが生じている部分」とは、半導体層１２０の主面１００ａにおいて、表面粗さが１５ｎｍ超である部分のことをいう。半導体層１２０の荒れ面積比率を５０％以下、好ましくは２０％以下とすることにより、半導体構造体１０のうち少なくとも所定領域内で製造した半導体装置において、逆バイアス印加時の設計耐圧を満たさない半導体装置の割合を１０％以下として高い歩留りを確保することができる。なお、半導体層１２０の荒れ面積比率の下限値は、小さければ小さいほどよく、例えば、０％である。
なお、半導体層１２０の荒れ面積比率が５０％以下、好ましくは２０％以下である状態は、後述の半導体構造体１０の反射光分布を多重ガウス関数でフィッティングしたときのパラメータσ２を用いて表現すると、σ２≦９０、好ましくはσ２≦５０に相当する。
なお、以下において、半導体構造体１０の半導体層１２０の荒れ面積比率を「半導体構造体１０の荒れ面積比率」ということがある。
また、基板１００の状態（表面粗さ等）や半導体層１２０の成長条件等に依存して、半導体構造体１０に湾曲も生じることがある。しかしながら、半導体構造体１０を用いて半導体装置を製造する工程において歩留低下を抑制する観点から、後述の良品として選別される半導体構造体１０では、湾曲が低減されていることが好ましい。なお、ここでいう半導体構造体１０の「湾曲」とは、半導体構造体１０の反りまたはうねり等を含むものであり、半導体構造体１０の変形と言い換えることができる。また、以下、湾曲の大きさのことを「湾曲量」ということがある。
具体的には、半導体構造体１０の反り（反り量、ＳＯＲＩ）は、例えば、５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。ここでいう「反り」とは、半導体構造体１０の表面（半導体層１２０の主面１２０ａ）内の任意の各点との距離の二乗が最小となる最小二乗平面を基準面としたときに、半導体構造体１０の表面のうちで最小二乗平面から一方側に最も大きく離れた点と該最小二乗平面との距離Ａ、および半導体構造体１０の表面のうちで最小二乗平面から他方側に最も大きく離れた点と該最小二乗平面との距離Ｂの和Ａ＋Ｂとして算出される値のことをいう。半導体構造体１０の反りを５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下とすることにより、フォトリソグラフィ工程において焦点ズレを抑制し、パターン不良の発生を抑制することができる。なお、半導体構造体１０の反りの下限値は、小さければ小さいほどよく、例えば、０μｍである。
なお、半導体構造体１０の反りが２０μｍ以下である状態は、後述の半導体構造体１０の反射光分布を多重ガウス関数でフィッティングしたときのパラメータＡ１を用いて表現すると、少なくとも０．５≦Ａ１≦１に相当する。
また、半導体構造体１０の表面の面積に対する、半導体構造体１０の表面のうち反りやうねり等の傾斜が生じた部分の面積の比率である「傾斜面積比率」は、例えば、８０％以下、好ましくは５０％以下である。ここでいう「反りやうねり等の傾斜が生じた部分」とは、半導体構造体１０の表面に対して光干渉式の平坦度測定を行った際に、所定角度（例えば０．０１°以上０．０５°以下）で傾いた部分のことをいう。傾斜面積比率を８０％以下、好ましくは５０％以下とすることにより、フォトリソグラフィ工程において焦点ズレを抑制し、パターン不良の発生を抑制することができる。なお、傾斜面積比率の下限値は、小さければ小さいほどよく、例えば、０％である。
（２）検査装置
次に、図２および図３を用い、本実施形態に係る検査装置３０について説明する。図２（ａ）は、本実施形態に係る検査装置を示す概略正面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係る検査装置を示す概略上面図である。図３は、検査装置の制御部を示す概略構成図である。
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態に係る検査装置３０は、光学的な非接触式の表面形状測定装置として構成され、例えば、ステージ３２０と、光源３４０と、検出器３６０と、を有している。
ステージ３２０は、被測定体としての板状の半導体構造体１０（後述の基準構造体１１、検査構造体１２）を水平に支持するよう構成されている。また、ステージ３２０は、半導体構造体１０を周方向に所定の速度で回転させることができるよう構成されている。
光源３４０は、半導体構造体１０に対して所定波長の光を照射するよう構成されており、例えば、波長４０５ｎｍのレーザ光を照射するレーザダイオードとして構成されている。また、光源３４０は、半導体構造体１０の表面に対して斜めの方向（太点線）に光を照射するよう配置されている。光源３４０から半導体構造体１０の表面に対して照射される光の照射角度（表面に垂直な方向に対する光の照射角度）は、例えば、（垂直入射を０°として）５０°以上８０°以下である。なお、以下において、光源３４０から半導体構造体１０の表面に対して光が照射される点を「測定点ＭＰ」と呼ぶ。
なお、光源３４０とステージ３２０との間には、光源３４０からの光を半導体構造体１０に集光するレンズ等を含む光源側光学系（不図示）が設けられていてもよい。
検出器３６０は、半導体構造体１０の表面で反射または散乱された反射光を二次元的に検出するよう構成されており、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）として構成されている。なお、ここでいう「反射光」とは、被測定体の表面で正反射される正反射光（鏡面反射光）と、被測定体の表面で散乱される散乱光とを含むものとする。
検出器３６０は、半導体構造体１０の表面で反射または散乱された反射光を、正反射光を中心として均等に検出するよう配置されている。すなわち、検出器３６０の法線方向は、該検出器３６０への正反射光の入射方向（太点線）と一致している。また、検出器３６０の中心は、該検出器３６０への正反射光の入射点（以下、「正反射点」ともいう）と一致している。
なお、検出器３６０とステージ３２０との間には、半導体構造体１０の表面で散乱された散乱光を検出器３６０に集光する検出器側光学系（不図示）が設けられていてもよい。
光源３４０および検出器３６０は、互いの相対的な位置関係を固定した状態で、平面視で光源３４０からの光の出射方向に垂直な水平方向に移動可能に構成されている。これにより、光源３４０および検出器３６０は、ステージ３２０を所定の速度で回転させた状態で上記水平方向に移動することで、半導体構造体１０の全面に亘って反射光を測定することができるようになっている。なお、測定工程については詳細を後述する。
制御部４００は、光源３４０と検出器３６０とを制御するよう構成されている。
図３に示すように、制御部４００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４２０、記憶装置４３０、およびＩ／Ｏポート４４０を有している。ＲＡＭ４２０、記憶装置４３０、およびＩ／Ｏポート４４０は、ＣＰＵ４１０とデータ交換可能に構成されている。また、制御部４００には、表示部４５０および入力部４６０が接続されている。
Ｉ／Ｏポート４４０は、光源３４０と検出器３６０とに接続されている。これにより、制御部４００は、光源３４０と検出器３６０とに対して、所定の信号を送受信することができるようになっている。
記憶装置４３０は、光源３４０および検出器３６０の制御に係る各種データやプログラムを記憶するよう構成されている。記憶装置４３０は、例えば、光源３４０および検出器３６０の制御プログラム、検出器３６０が検出した反射光分布、反射光分布に対する多重ガウス関数のフィッティングプログラム、多重ガウス関数を構成するガウス関数の各パラメータ、および半導体構造体１０の良否判定に用いられる基準値等を読み出し可能に記憶するよう構成されている。
ＲＡＭ４２０は、ＣＰＵ４１０によって記憶装置４３０から読み出される各種データやプログラム等が一時的に保持されるよう構成されている。
ＣＰＵ４１０は、記憶装置４３０に格納された所定プログラムを実行することにより、光源３４０および検出器３６０を制御するように構成されている。制御部４００による制御については、後述する。
上記の所定プログラムは、制御部４００にインストールして用いられるが、そのインストールに先立ち、制御部４００で読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよいし、或いは制御部４００と接続する通信回線（光ファイバ等）を通じて当該制御部４００へ提供されるものであってもよい。
表示部４５０は、検査装置３０の管理者等に対して、反射光分布の測定結果や多重ガウス関数によるフィッティング結果等の情報を表示するよう構成されている。表示部４５０は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイである。一方、入力部４６０は、検査装置３０の管理者等が制御部４００に対して情報入力を行うよう構成されている。具体的には、入力部４６０は、マウスやキーボードである。なお、表示部４５０および入力部４６０は、タッチパネルにより両者を兼ねて構成されていてもよい。
（３）半導体構造体の製造方法
次に、図１、図２および図４を用い、本実施形態に係る半導体構造体の製造方法（および検査方法）について説明する。図４は、本実施形態に係る半導体構造体の製造方法を示すフローチャートである。なお、ステップをＳと略している。
（Ｓ１１０：対応関係用意工程）
まず、対応関係用意工程Ｓ１１０において、半導体構造体１０の反射光分布にフィッティングされる多重ガウス関数のパラメータと、半導体構造体１０の表面粗さ又は湾曲量とを対応させた対応関係（検量線）を用意する。本実施形態の対応関係用意工程Ｓ１１０は、例えば、基準構造体用意工程Ｓ１１２と、測定工程Ｓ１１４と、パラメータ取得工程Ｓ１１６と、対応関係取得工程Ｓ１１８と、を有している。
（Ｓ１１２：基準構造体用意工程）
基準構造体用意工程Ｓ１１２において、上記対応関係を取得する際の基準となる半導体構造体１０としての基準構造体１１を複数用意する。
具体的には、図１に示すように、まず、基板１００として、例えばｎ型のＧａＮ自立基板を用意する。次に、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）により、当該基板１００上に、例えばｎ型のＧａＮからなり厚さ２０μｍの半導体層１２０を形成する。これにより、基板１００と半導体層１２０とを有する基準構造体１１を作製する。
ここでは、例えば、基板１００の状態（表面粗さ等）や、半導体層１２０の成長条件（成長圧力、成長温度、原料ガス分圧比等）のうちの少なくとも１つが、所定の最適条件に対して（例えば製造上のばらつきの範囲内で）異なる条件下で、複数の基準構造体１１を作製する。なお、複数の基準構造体１１のうちの１つを最適条件で作製してもよい。
（Ｓ１１４：測定工程）
次に、複数の基準構造体１１のそれぞれに対して、湾曲量の測定や、表面粗さの測定を行う。例えば、基準構造体１１の湾曲量（反り、うねり、ＷＡＲＰ、ＢＯＷ、および傾斜面積比率等の実測値）の測定を、光干渉式の平坦度測定装置や、レーザ変位計等により行う。また、例えば、基準構造体１１の表面粗さ（算術平均粗さＲａ等の実測値）の測定を、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等の接触式測定装置により行う。また、例えば、基準構造体１１の半導体層１２０の荒れ面積比率の測定を、ノマルスキー顕微鏡等によって半導体層１２０の主面１２０ａを観察することにより行う。
一方で、複数の基準構造体１１のそれぞれに対して、上記した検査装置３０を用いて反射光分布の測定を行う。
具体的には、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、まず、ステージ３２０上に基準構造体１１を載置する。基準構造体１１を載置したら、測定点ＭＰの開始点がステージ３２０の中心、すなわち半導体構造体１０の中心となるように、光源３４０および検出器３６０の配置を初期化する。光源３４０および検出器３６０の配置が初期化されたら、ステージ３２０を回転させることで、基準構造体１１を所定の速度で回転させる。また、光源３４０から半導体構造体１０に対して光を照射し、半導体構造体１０の表面で反射または散乱された反射光を検出器３６０によって検出する測定を開始する。
測定開始後、反射光の測定を、半導体構造体１０の表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行う。本実施形態では、例えば、反射光の測定を半導体構造体１０の全面に亘って行う。具体的には、光源３４０および検出器３６０の互いの相対的な位置関係を固定しつつ、基準構造体１１を回転させた状態で、光源３４０および検出器３６０を平面視で光源３４０からの光の出射方向に垂直な水平方向に移動させる。つまり、半導体構造体１０の表面上での測定点ＭＰを、該半導体構造体１０の径方向に移動させる。これにより、半導体構造体１０の表面内での測定点ＭＰの軌跡を、平面視で渦巻状とすることができる。その結果、半導体構造体１０の全面に亘って反射光を測定することができる。
図７（ａ）は、半導体構造体を測定した反射光分布の一例を示す図である。図７（ａ）に示すように、検査装置３０を用いた上記測定により、半導体構造体１０の複数個所で測定した反射光の強度を積算した積算値の、検出器３６０での位置ｒに対する分布である反射光分布Ｈ（ｒ）を取得することができる。なお、ここでいう「検出器３６０での位置ｒ」とは、検出器３６０での正反射点（検出器３６０の中心）から径方向に向かった位置（距離）のことである。以下、検出器３６０での位置ｒを「正反射点からの位置ｒ」と呼ぶ。図７（ａ）に示すように、反射光分布Ｈ（ｒ）は、正反射点からの位置ｒに対する略ガウス関数として取得される。
反射光分布Ｈ（ｒ）を取得したら、例えば、以下の式（２）で求められるＡｑを算出する。Ａｑとは、ドイツ工業規格であるＤＩＮ規格（ＶＤＡ２００９）で規定されるものであり、規格化した反射光分布の分散に相当する。
ただし、Ｈｎ（ｒ）は、反射光分布Ｈ（ｒ）を規格化した分布のことであり、以下で「規格化反射光分布」と呼ぶ。Ｍは、反射光分布の中心であり、ｋは、スケーリングファクターであり、本実施形態では、例えば、１とする。
（Ｓ１１６：パラメータ取得工程）
次に、測定工程Ｓ１１４で得られた基準構造体１１の反射光分布Ｈ（ｒ）を所定の関数でフィッティングする。
ここで、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）における、半導体構造体１０の反りやうねり等の湾曲の影響と、半導体構造体１０の荒れの影響とについて考える。
まず、図５（ａ）および（ｂ）を用い、半導体構造体１０にうねりがある場合と半導体構造体１０に荒れがある場合とのそれぞれにおける、半導体構造体１０の表面の傾きについて説明する。図５（ａ）は、表面が比較的平坦であり且つうねりがある半導体構造体についてのＡＦＭ像を示す図であり、図５（ｂ）は、表面が荒れている半導体構造体についてのＡＦＭ像を示す図である。
図５（ａ）に示すように、表面が比較的平坦であり且つうねりがある半導体構造体１０について、ＡＦＭによる表面粗さ測定を行ったところ、半導体構造１０のうねりに対応した凹凸が見られた。当該半導体構造体１０のうねりに対応した凸部の傾きは、およそ０．０２°〜０．０４°程度であった。なお、別の測定として光干渉式の平坦度測定によって当該半導体構造体１０のうねりを測定したところ、ＡＦＭで測定した上記凸部の傾きが、平坦度測定で測定したうねりの曲率から算出した傾きとほぼ一致していることを確認した。
一方、図５（ｂ）に示すように、表面が荒れている半導体構造体１０について、ＡＦＭによる表面粗さ測定を行ったところ、半導体構造体１０の表面の荒れに対応する各凸部の傾きは、およそ０．１８°〜０．４６°程度であった。
以上の結果により、半導体構造体１０の表面の荒れに対応する各凸部の傾きは、半導体構造体１０のうねりに対応した凸部の傾きよりも大きいことを確認した。なお、半導体構造体１０に反りが生じている場合も、半導体構造体１０にうねりが生じている場合と同様になると考えられる。すなわち、半導体構造体１０の表面の荒れに対応する各凸部の傾きは、半導体構造体１０の反りに対応した凸部の傾きよりも大きいと考えられる。
次に、図６を用い、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）における、半導体構造体１０の反りやうねり等の湾曲の影響と、半導体構造体１０の荒れの影響とについて説明する。図６（ａ）は、表面が理想的に鏡面であり且つうねりがある半導体構造体を測定したときの反射光分布を示す概略図であり、図６（ｂ）は、理想的に湾曲がなく且つ表面が荒れている半導体構造体を測定したときの反射光分布を示す概略図である。
図６（ａ）に示すように、表面が理想的に鏡面であり且つうねりがある半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）を測定したときでは、半導体構造体１０のうねりに対応した凸部の傾きが小さいことから、半導体構造体１０の表面で反射する光は、狭い散乱角度で散乱される。その結果、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）は、狭い範囲で分布したガウス分布となる。
一方で、図６（ｂ）に示すように、理想的に湾曲がなく且つ表面が荒れている半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）を測定したときでは、半導体構造体１０の表面の荒れに対応する各凸部の傾きが、半導体構造体１０のうねりに対応した凸部の傾きよりも大きいことから、半導体構造体１０の表面で反射する光は、広い散乱角度で散乱される。その結果、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）は、広い範囲で分布したガウス分布となる。
湾曲があり且つ表面が荒れている半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）を測定したときでは、半導体構造体１０の表面で反射される光は、半導体構造体１０のうねりによって狭い散乱角度で散乱されるとともに、半導体構造体１０の表面の荒れによって広い散乱角度で散乱される。その結果、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）は、半導体構造体１０のうねりに対応し狭い範囲で分布したガウス分布と、半導体構造体１０の表面の荒れに対応し広い範囲で分布したガウス分布とを重ね合わせた分布となると考えられる。
そこで、本実施形態のパラメータ取得工程Ｓ１１６では、例えば、基準構造体１１の反射光分布Ｈ（ｒ）を規格化して規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）を求め、第１ガウス関数と、第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって、基準構造体１１の規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングする。これにより、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）を、半導体構造体１０の湾曲の影響を反映したものとすることができるとともに、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）を、半導体構造体１０の表面の荒れの影響を反映したものとすることができる。なお、このとき、反射光分布Ｈ（ｒ）を規格化した規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングすることで、測定工程Ｓ１１４で、複数の基準構造体１１のそれぞれに対する測定時の光源３４０の強度がばらついていたとしても、複数の基準構造体１１のフィッティング結果を比較することができる。
具体的には、例えば、以下の式（１）で表されるように、２つのガウス関数を加算した多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって、基準構造体１１の規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングする。
なお、多重ガウス関数Ｆ（ｒ）のうちの第１項を第１ガウス関数ｆ１（ｒ）とし、第２項を第２ガウス関数ｆ２（ｒ）とする。第１ガウス関数ｆ１（ｒ）におけるＡ１は、該関数のピーク値に相当し、σ１は、該関数の標準偏差に相当する。また、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）と同様に、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）におけるＡ２は、該関数のピーク値に相当し、σ２は、該関数の標準偏差に相当する。ただし、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２は、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１よりも大きいものとする。
図７（ｂ）は、規格化反射光分布と該分布をフィッティングした多重ガウス関数とを示す図である。図７（ｂ）に示すように、規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）を多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって最小二乗法によりフィッティングする。このとき、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）よりも広く分布する第２ガウス関数ｆ２（ｒ）を考慮に入れることで、特に規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）のうちの裾付近の分布を適正にフィッティングすることができる。
上記のように、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）を加算した多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって、基準構造体１１の規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングすることで、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを取得する。
このとき、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）は基準構造体１１の湾曲の影響を反映したものとなることから、基準構造体１１の湾曲量に相当する指標として、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１を取得する。なお、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータのうち、μ１は、基準構造体１１の湾曲中心の位置に相当する。
また、このとき、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）は基準構造体１１の表面の荒れの影響を反映したものとなることから、基準構造体１１の表面粗さに相当する指標として、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２を取得する。なお、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータのうち、μ２は、μ１と同様に、基準構造体１１の湾曲中心の位置を意味している。
なお、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の分散σ１ ２は、上記したＡｑのうちの第１ガウス関数ｆ１（ｒ）成分として考えることができ、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の分散σ２ ２は、上記したＡｑのうちの第２ガウス関数ｆ２（ｒ）成分として考えることができる。
（Ｓ１１８：対応関係取得工程）
次に、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１のうち少なくともいずれかと、基準構造体１１の湾曲量（反り、うねり、ＷＡＲＰ、ＢＯＷ、および傾斜面積比率等の実測値）とを対応付け、「湾曲対応関係」を取得する。「湾曲対応関係」とは、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１のうち少なくともいずれかから基準構造体１１の湾曲量を求めるための検量線と考えることができる。
図１０（ａ）は、第１ガウス関数のパラメータ（Ａ１）と半導体構造体の反り（ＳＯＲＩ）との湾曲対応関係を示す図である。なお、図１０（ａ）は、後述する実施例の基準サンプル１〜５についての湾曲対応関係を示している。図１０（ａ）に示すように、例えば、基準構造体１１の反り（ＳＯＲＩ）は、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１に対して単調減少の傾向を示す。そこで、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１に対する基準構造体１１の反りを最小二乗法により所定の関数でフィッティングすることで、点線で示した湾曲対応関係を取得する。このようにして、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１と基準構造体１１の反りとを対応付け、湾曲対応関係を取得することができる。
また、図示されていないが、例えば、基準構造体１１の傾斜面積比率は、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１に対して単調増加の傾向を示す。したがって、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１と基準構造体１１の傾斜面積比率とを対応付け、湾曲対応関係を取得してもよい。
また、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２のうち少なくともいずれかと、基準構造体１１の表面粗さ（算術平均粗さＲａおよび半導体層１２０の荒れ面積比率等のうち少なくともいずれかの実測値）とを対応付け、「粗さ対応関係」を取得する。「粗さ対応関係」とは、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２のうち少なくともいずれかから、基準構造体１１の基準構造体１１の表面粗さを求めるための検量線と考えることができる。
図１０（ｂ）は、第２ガウス関数のパラメータ（σ２）と半導体層の荒れ面積比率との粗さ対応関係を示す図である。なお、図１０（ｂ）は、後述する実施例の基準サンプル１〜５についての粗さ対応関係を示している。図１０（ｂ）に示すように、例えば、基準構造体１１の半導体層１２０の荒れ面積比率は、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に対して単調増加の傾向を示す。そこで、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に対する基準構造体１１の半導体層１２０の荒れ面積比率を最小二乗法により所定の関数でフィッティングすることで、点線で示した粗さ対応関係を取得する。このようにして、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２と基準構造体１１の荒れ面積比率とを対応付け、粗さ対応関係を取得することができる。
また、図示されていないが、例えば、基準構造体１１の算術平均粗さＲａは、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２に対して単調減少の傾向を示す。したがって、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２と基準構造体１１の算術平均粗さＲａとを対応付け、粗さ対応関係を取得してもよい。
なお、図示されていないが、例えば、基準構造体１１の算術平均粗さＲａは、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に対して単調増加の傾向を示すことがある。したがって、複数の基準構造体１１のそれぞれにおいて、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２と基準構造体１１の算術平均粗さＲａとを対応付け、粗さ対応関係を取得してもよい。
以上のようにして、湾曲対応関係および粗さ対応関係と用意する。
（Ｓ１２０：検査構造体用意工程）
次に、検査構造体用意工程Ｓ１２０では、基準構造体用意工程Ｓ１１２とほぼ同様にして、検査対象となる半導体構造体１０としての検査構造体１２を用意する。
具体的には、図１に示すように、基板１００として、例えばｎ型のＧａＮ自立基板を用意する。次に、ＭＯＶＰＥ法により、当該基板１００上に、例えばｎ型のＧａＮからなり厚さ２０μｍの半導体層１２０を形成する。これにより、基板１００と半導体層１２０とを有する検査構造体１２を作製する。
このとき、上述の対応関係用意工程Ｓ１１０において複数の基準構造体１１から取得された対応関係を検査構造体１２の検査に適用する観点から、検査構造体１２を作製するときの基板１００の状態や半導体層１２０の成長条件などの条件を、湾曲および表面荒れがそれぞれ低減される所定の最適条件に設定または調整する。
（Ｓ１３０：検査工程）
次に、検査工程Ｓ１３０において、検査構造体１２を検査する。本実施形態の検査工程Ｓ１３０は、例えば、測定工程Ｓ１３２と、パラメータ取得工程Ｓ１３４と、算出工程Ｓ１３６と、を有している。
（Ｓ１３２：測定工程）
基準構造体１１に対する測定工程Ｓ１１４と同様にして検査装置３０を用い、検査構造体１２に対して反射光分布の測定を行う。このとき、複数の基準構造体１１に対して行った測定工程Ｓ１２４の測定条件と同じ測定条件で、検査構造体１２に対して測定工程Ｓ１３２を行い、検査構造体１２の反射光分布Ｈ（ｒ）を取得する。反射光分布Ｈ（ｒ）を取得したら、例えば、上述の式（２）で求められるＡｑを算出する。
（Ｓ１３４：パラメータ取得工程）
次に、測定工程Ｓ１３２で得られた検査構造体１２の反射光分布Ｈ（ｒ）を、基準構造体１１に対するパラメータ取得工程Ｓ１１６と同様にしてフィッティングする。具体的には、検査構造体１２の反射光分布Ｈ（ｒ）を規格化して規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）を求め、上記式（１）で表されるように、２つのガウス関数を加算した多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって、検査構造体１２の規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングする。これにより、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを取得する。
このとき、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）は検査構造体１２の湾曲の影響を反映したものとなることから、検査構造体１２の湾曲量に相当する指標として、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１を取得する。
また、このとき、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）は検査構造体１２の表面の荒れの影響を反映したものとなることから、検査構造体１２の表面粗さに相当する指標として、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２を取得する。
（Ｓ１３６：算出工程）
次に、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１のうち少なくともいずれかを、対応関係用意工程Ｓ１１０で用意された湾曲対応関係に当てはめて、検査構造体１２の湾曲量を算出する。
具体的には、例えば、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１を、図１０（ａ）において点線で示した湾曲対応関係に当てはめて、検査構造体１２の反りを算出する。または、例えば、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１を、図示されていない湾曲対応関係に当てはめて、検査構造体１２の傾斜面積比率を算出してもよい。
また、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２のうち少なくともいずれかを、対応関係用意工程Ｓ１１０で用意された粗さ対応関係に当てはめて、検査構造体１２の表面粗さを算出する。
具体的には、例えば、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２を、図１０（ｂ）において点線で示した粗さ対応関係に当てはめて、検査構造体１２の荒れ面積比率を算出する。または、例えば、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２や標準偏差σ２を、図示されていない粗さ対応関係に当てはめて、検査構造体１２の算術平均粗さＲａを算出してもよい。
以上のようにして、検査構造体１２を検査することで、検査構造体１２の湾曲量および表面粗さを取得する。
（Ｓ１４０：選別工程）
次に、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ１３４で取得されたパラメータとして、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１並びにσ１、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２並びにσ２のうち少なくともいずれかに基づいて、検査構造体１２の良否を判定し、検査構造体１２を選別する。
本実施形態では、上述の算出工程Ｓ１３６において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１並びにσ１、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２並びにσ２のうち少なくともいずれかに基づいて、検査構造体１２の湾曲量および表面粗さのうち少なくともいずれかが算出されている。このため、本実施形態の選別工程Ｓ１４０では、当該検査構造体１２の湾曲量および表面粗さのうち少なくともいずれかに基づいて検査構造体１２を選別する。
具体的には、例えば、算出工程Ｓ１３６において算出した検査構造体１２の反りについて、検査構造体１２の反りが５０μｍ超であるときに、当該検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、検査構造体１２の反りが５０μｍ以下であるときに、当該検査構造体１２を良品として選別する。なお、検査構造体１２の反りが２０μｍ以下であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別してもよい。
また、例えば、算出工程Ｓ１３６において算出した検査構造体１２の傾斜面積比率に基づいて、検査構造体１２の傾斜面積比率が８０％超であるときに、当該検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、検査構造体１２の傾斜面積比率が８０％以下であるときに、当該検査構造体１２を良品として選別する。なお、検査構造体１２の傾斜面積比率が５０％以下であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別してもよい。
このように、検査構造体１２の反りや傾斜面積比率に基づいて検査構造体１２を選別することで、良品として選別された検査構造体１２において、フォトリソグラフィ工程において焦点ズレを抑制し、パターン不良の発生を抑制することができる。
また、例えば、算出工程Ｓ１３６において算出した検査構造体１２の荒れ面積比率に基づいて、検査構造体１２の荒れ面積比率が５０％超であるときに、当該検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、検査構造体１２の荒れ面積比率が５０％以下であるときに、当該検査構造体１２を良品として選別する。なお、検査構造体１２の荒れ面積比率が２０％以下であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別してもよい。
また、例えば、算出工程Ｓ１３６において算出した検査構造体１２の算術平均粗さＲａに基づいて、検査構造体１２の算術平均粗さＲａが３０ｎｍ超であるときに、当該検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、検査構造体１２の算術平均粗さＲａが３０ｎｍ以下であるときに、当該検査構造体１２を良品として選別する。なお、検査構造体１２の算術平均粗さＲａが１５ｎｍ以下であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別してもよい。
このように、検査構造体１２の荒れ面積比率や算術平均粗さＲａに基づいて検査構造体１２を選別することで、良品として選別された検査構造体１２において、逆バイアス印加時の設計耐圧を満たさない半導体装置の割合を１０％以下として高い歩留りを確保することができる。
以上により、検査構造体１２が製造される。
なお、複数の検査構造体１２を製造する場合は、上記した検査構造体用意工程Ｓ１２０から選別工程Ｓ１４０までの工程を繰り返す。
（４）本実施形態により得られる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
（ａ）第１ガウス関数ｆ１（ｒ）と、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）よりも広く分布する第２ガウス関数ｆ２（ｒ）と、を少なくとも加算した多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）（本実施形態では例えば規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ））をフィッティングする。これにより、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）を、半導体構造体１０の湾曲の影響を反映したものとすることができるとともに、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）を、半導体構造体１０の表面の荒れの影響を反映したものとすることができる。つまり、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）において、半導体構造体１０の湾曲の影響と、半導体構造体１０の表面の荒れの影響とを切り分けることができる。
（ｂ）半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）において、半導体構造体１０の湾曲の影響と、半導体構造体１０の表面の荒れの影響とを切り分けることで、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータを半導体構造体１０の湾曲量に精度良く対応付けたり、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータを半導体構造体１０の表面粗さに精度良く対応付けたりすることができる。その結果、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータまたは第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータによって半導体構造体１０の品質を適正に管理することができる。
本実施形態では、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータおよび第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータの両方によって半導体構造体１０の品質を管理することで、その品質管理の精度を向上させることができる。
（ｃ）半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）は、検査装置３０により非破壊且つ高速に測定することができる。これにより、半導体構造体１０の全面に対して、および／または、半導体構造体１０の全数に対して、湾曲や表面粗さの測定を精度良く容易に行うことができる。その結果、不良品の半導体構造体１０を確実に検出することができる。
従来用いられてきた表面粗さの接触式測定では、上述のように、時間がかかるため、半導体構造体の全面に対して、および／または、半導体構造体の全数に対して接触式測定を行うことは困難であった。これに対し、本実施形態では、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）を検査装置３０により非破壊且つ高速に測定することで、半導体構造体１０の全面に対して、および／または、半導体構造体１０の全数に対して、表面粗さ測定を接触式測定と同等の精度で容易に行うことができる。
（ｄ）半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）を一度測定すれば、上記多重ガウス関数Ｆ（ｒ）のフィッティングにより、半導体構造体１０の湾曲量に相当する指標としての第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータと、半導体構造体１０の表面粗さに相当する指標としての第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータとの両方を取得することができる。これにより、半導体構造体１０の湾曲量の測定と、半導体構造体１０の表面粗さの測定とを別々に行う場合と比較して、半導体構造体１０の検査工程Ｓ１３０に係る時間を短縮することができる。
（ｅ）選別工程Ｓ１４０では、半導体構造体１０の湾曲量に相当する指標としての第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータ、または半導体構造体１０の表面粗さに相当する指標としての第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータに基づいて、半導体構造体１０の良否を判定し、半導体構造体１０を選別する。これにより、湾曲量が小さく又は表面粗さが小さい良品の半導体構造体１０を選別することができるとともに、湾曲量が大きく又は表面粗さが大きい不良品の半導体構造体１０の流出を回避することができる。
具体的には、半導体構造体１０の湾曲量に相当する指標としての第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータに基づいて半導体構造体１０を選別することで、良品として選別された検査構造体１２において、フォトリソグラフィ工程において焦点ズレを抑制し、パターン不良の発生を抑制することができる。
また、半導体構造体１０の表面粗さに相当する指標としての第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータに基づいて半導体構造体１０を選別することで、良品として選別された検査構造体１２において、逆バイアス印加時の設計耐圧を満たさない半導体装置の割合を１０％以下として高い歩留りを確保することができる。
このように、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）に対するフィッティングによって得られるパラメータに基づいて半導体構造体１０を選別することで、後工程での歩留りやデバイス上での信頼性を半導体構造体１０の製造段階で予測して、半導体構造体１０の品質を適正に管理することができる。
（ｆ）対応関係用意工程Ｓ１１０では、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータと半導体構造体１０の表面粗さとを対応させた粗さ対応関係を用意し、検査工程Ｓ１３０では、パラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータを粗さ対応関係に当てはめて半導体構造体１０の表面粗さを算出する。つまり、粗さ対応関係を予め用意しておけば、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータを粗さ対応関係に当てはめることで、時間のかかる表面粗さの接触式測定を行うことなく、具体的な表面粗さを求めることができる。
また、対応関係用意工程Ｓ１１０では、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータと半導体構造体１０の湾曲量とを対応させた湾曲対応関係を用意し、検査工程Ｓ１３０では、パラメータ取得工程Ｓ１３４で取得された第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータを湾曲対応関係に当てはめて半導体構造体１０の湾曲量を算出する。つまり、湾曲対応関係を予め用意しておけば、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータを湾曲対応関係に当てはめることで、湾曲量の別測定を行うことなく、具体的な湾曲量を求めることができる。
このように、半導体構造体１０の反射光分布Ｈ（ｒ）に対するフィッティングによって得られるパラメータを所定の対応関係に当てはめて具体的な物理量を求めることで、当該物理量に基づいて半導体構造体１０の良否を容易に把握することができる。その結果、半導体構造体１０の品質を容易に管理することができる。
（５）本実施形態の変形例
上述の実施形態では、検査工程Ｓ１３０よりも前に、所定の対応関係を予め用意する場合について説明したが、以下に示す変形例のように、所定の対応関係を用意しなくてもよい。
（１）半導体構造体の製造方法
図８を用いて、変形例に係る半導体構造体の製造方法について説明する。図８は、本実施形態の変形例に係る半導体構造体の製造方法を示すフローチャートである。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
（Ｓ２２０：検査構造体用意工程）
本変形例では、対応関係用意工程を行わず、検査構造体用意工程Ｓ２２０において、検査対象となる半導体構造体１０としての検査構造体１２を用意する。このとき、検査構造体１２を作製するときの基板１００の状態や半導体層１２０の成長条件などの条件を、所定の最適条件として設定または調整する。
（Ｓ２３０：検査工程）
次に、検査工程Ｓ２３０において、検査構造体１２を検査する。本変形例の検査工程Ｓ２３０は、例えば、測定工程Ｓ２３２と、パラメータ取得工程Ｓ２３４と、を有している。
（Ｓ２３２：測定工程）
検査装置３０を用い、検査構造体１２に対して反射光分布の測定を行い、検査構造体１２の反射光分布Ｈ（ｒ）を取得する。
（Ｓ２３４：パラメータ取得工程）
次に、測定工程Ｓ２３２で得られた検査構造体１２の反射光分布Ｈ（ｒ）を規格化して規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）を求め、上記式（１）で表されるように、２つのガウス関数を加算した多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって、検査構造体１２の規格化反射光分布Ｈｎ（ｒ）をフィッティングする。
このとき、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）は検査構造体１２の湾曲の影響を反映したものとなることから、検査構造体１２の湾曲量に相当する指標として、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１を取得する。
また、このとき、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）は検査構造体１２の表面の荒れの影響を反映したものとなることから、検査構造体１２の表面粗さに相当する指標として、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２を取得する。
本変形例では、上記パラメータ取得工程Ｓ２３４で検査工程Ｓ２３０を終了し、湾曲量や表面粗さを算出する算出工程を行わない。
（Ｓ２４０：選別工程）
次に、検査構造体１２に対するパラメータ取得工程Ｓ２３４で取得されたパラメータとして、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１並びにσ１、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２並びにσ２のうち少なくともいずれかに基づいて、検査構造体１２の良否を判定し、検査構造体１２を選別する。
具体的には、例えば、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１に基づいて、Ａ１＜０．５であるときに、当該検査構造体１２を非最良品とし、一方で、０．５≦Ａ１≦１であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別する。この選別は、反りが２０μｍ超である検査構造体１２を非最良品とし、一方で、反りが２０μｍ以下である検査構造体１２を最良品として選別することに相当する。
また、例えば、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に基づいて、σ２＞９０であるときに、当該検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、σ２≦９０であるときに、当該検査構造体１２を良品として選別する。この選別は、荒れ面積比率が５０％超である検査構造体１２を不良品として排除し、一方で、荒れ面積比率が５０％以下である検査構造体１２を良品として選別することに相当する。なお、σ２≦５０であるときに、当該検査構造体１２を最良品として選別してもよい。この選別は、荒れ面積比率が２０％以下である検査構造体１２を最良品として選別することに相当する。
以上により、検査構造体１２が製造される。
（２）本実施形態により得られる効果
本変形例のように、半導体構造体１０の湾曲量に相当する指標としての第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータ、または半導体構造体１０の表面粗さに相当する指標としての第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータに基づいて、半導体構造体１０を選別してもよい。これにより、湾曲量または表面粗さの実測値を測定する別測定を行ったり、対応関係に当てはめて湾曲量または表面粗さを算出したりすることなく、半導体構造体１０の良否を容易に判定することができる。つまり、対応関係用意工程や算出工程を不要とすることで、半導体構造体１０の製造工程を簡略化することができる。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の実施形態では、半導体構造体１０がＳＢＤを製造する際の前駆体である半導体積層物として構成されている場合について説明したが、半導体構造体１０は、例えば、上記実施形態の構成以外の構成を有する半導体装置を製造する際の前駆体である半導体積層物、単一の半導体からなる自立基板、または、所定の支持基板並びに該支持基板上の半導体層を有するテンプレート、等として構成されていてもよい。
上述の実施形態では、検査装置３０の光源３４０がレーザダイオードである場合について説明したが、光源３４０は、例えば、発光ダイオードであってもよい。
上述の実施形態では、対応関係用意工程Ｓ１１０において、複数の基準構造体１１を作製し、その測定結果に基づいて対応関係を取得する場合について説明したが、所定の対応関係が理論式等によって得られている場合は、基準構造体１１を作製しなくてもよい。
上述の実施形態では、対応関係用意工程Ｓ１１０において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１と基準構造体１１の反りとを対応付けたり、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１と基準構造体１１の傾斜面積比率とを対応付けたりして、湾曲対応関係を取得する場合について説明したが、これと反対に、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）の標準偏差σ１と基準構造体１１の反りとを対応付けたり、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１と基準構造体１１の傾斜面積比率とを対応付けたりして、湾曲対応関係を取得してもよい。また、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１およびσ１のうち少なくともいずれかと基準構造体１１の他の湾曲量（うねり、ＷＡＲＰ、ＢＯＷ等の実測値）とを対応付け、湾曲対応関係を取得してもよい。
上述の実施形態では、対応関係用意工程Ｓ１１０において、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２と基準構造体１１の荒れ面積比率または基準構造体１１の算術平均粗さＲａとを対応付け、粗さ対応関係を取得する場合について説明したが、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２と基準構造体１１の荒れ面積比率または基準構造体１１の算術平均粗さＲａとを対応付け、粗さ対応関係を取得してもよい。また、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータＡ２およびσ２のうち少なくともいずれかと基準構造体１１の他の表面粗さ（二乗平均平方根粗さＲｑ（ＲＭＳ）、二乗平均平方根傾きＲｄｑ等の実測値）とを対応付け、粗さ対応関係を取得してもよい。
上述の実施形態では、パラメータ取得工程Ｓ１１６，Ｓ１３４，Ｓ２３４において、フィッティングに用いる多重ガウス関数Ｆ（ｒ）が２つのガウス関数を加算した関数である場合について説明したが、当該工程において用いられる多重ガウス関数Ｆ（ｒ）は、３つ以上のガウス関数を加算した関数であってもよい。ただし、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２よりも大きい標準偏差を有するガウス関数は、反射光分布におけるノイズの影響に相当するものであるため、無視して扱ってもよい。
上述の実施形態では、パラメータ取得工程Ｓ１３４，Ｓ２３４において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータおよび第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータの両方を取得し、選別工程Ｓ１４０，Ｓ２４０において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータおよび第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータの両方に基づいて検査構造体１２を選別する場合について説明したが、パラメータ取得工程Ｓ１３４，Ｓ２３４において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータまたは第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータのうちいずれか一方のみを取得し、選別工程Ｓ１４０，２４０において、当該取得したパラメータのみに基づいて検査構造体１２を選別してもよい。
上述の実施形態では、算出工程Ｓ１３６において、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータおよび第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータをそれぞれ所定の対応関係に当てはめて湾曲量および表面粗さを算出する場合について説明したが、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータまたは第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータのうちいずれか一方のみを所定の対応関係に当てはめて湾曲量または表面粗さのうちいずれか一方のみを算出してもよい。
上述の実施形態では、検査構造体１２を選別する選別工程Ｓ１４０を行う場合について説明したが、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータ、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータ、これらから算出された湾曲量または表面粗さをデータベースに蓄積することのみを目的とする場合は、選別工程を行わなくてもよい。
以下、本発明の効果を裏付ける各種実験結果について説明する。
（１）対応関係用意
（１−１）基準サンプル用意
ＳＢＤの前駆体として、基準サンプル１〜５の半導体構造体を作製した。具体的には、まず、５つの基板として、ｎ型のＧａＮ自立基板を用意した。なお、５つの基板としては、表面状態が互いに異なるものとした。また、基板の直径を２インチとし、基板の厚さを４００μｍとした。また、基板のＳｉ濃度を２×１０１８ｃｍ−３とした。次に、ＭＯＶＰＥ法により、基板上にｎ型のＧａＮからなる半導体層を形成した。なお、このとき、５つの基板のそれぞれに対して同一の成長条件を適用した。また、半導体層のＳｉ濃度を５×１０１５ｃｍ−３とし、半導体層の厚さを２０μｍとした。以上により、基準サンプル１〜５を作製した。
（１−２）基準サンプル測定
次に、基準サンプル１〜５のそれぞれに対して、以下の測定を行った。
光干渉式の平坦度測定装置により、基準サンプル１〜５のそれぞれの反り（ＳＯＲＩ）の測定を行った。なお、平坦度測定装置として、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製のＦｌａｔＭａｓｔｅｒを用いた。
ノマルスキー顕微鏡によって基準サンプル１〜５のそれぞれの半導体層の主面を観察することにより、基準サンプル１〜５のそれぞれの荒れ面積比率の測定を行った。
基準サンプル１〜５のそれぞれに対して、反射光分布の測定を行った。反射光分布の測定には、ＫＬＡテンコール社製のＣａｎｄｅｌａ ＣＳ９２０を用いた。
（１−３）基準サンプル測定結果
以下の表１に、基準サンプル１〜５のそれぞれのＳＯＲＩと荒れ面積比率を示す。
表１に示すように、基準サンプル１〜５では、基板の表面状態に依存して、ＳＯＲＩおよび荒れ面積比率が異なっていた。
また、図９（ａ）は、基準サンプル１〜５の反射光分布を示す図であり、図９（ｂ）は、基準サンプル１〜５の反射光強度の面内分布を示す図である。なお、反射光強度の面内分布とは、反射光強度についての半導体構造体の表面内の分布のことである。
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、基準サンプル１〜５のそれぞれでは、湾曲や荒れ具合に応じて、反射光分布および反射光強度の面内分布が異なっていた。なお、図９（ｂ）は、ウエハ各点の測定で得られた正反射点からのレーザ反射位置を、５０μｍ角毎の平均情報として表示させている。
（１−４）基準サンプルのパラメータ取得
図９（ａ）で示した基準サンプル１〜５のそれぞれの反射光分布を規格化して規格化反射光分布を求め、上記式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって規格化反射光分布をフィッティングした。これにより、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを取得した。基準サンプル１〜５における、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを上記表１に示した。
（１−５）対応関係取得
図１０（ａ）に示すように、基準サンプル１〜５の反りは、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１に対して単調減少の傾向を示した。そこで、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１に対する半導体構造体の反りを最小二乗法により所定の関数でフィッティングすることで、点線で示した湾曲対応関係を取得した。このとき、湾曲対応関係として以下の式（３）が得られた。
ＳＯＲＩ＝１１．７（１−Ａ１）０．３５／Ａ１ ０．４３ ・・・（３）
なお、このとき、ｙ＝Ａ１、ｘ＝ＳＯＲＩとしたときに、湾曲対応関係として以下の式（３）’も得られた。
ｙ＝１．９９２×１０−５ｘ４−１．９４１×１０−４ｘ３−４．７３６×１０−３ｘ２＋１．０７２×１０−２ｘ＋９．９５６×１０−１ ・・・（３）’
また、図１０（ｂ）に示すように、基準サンプル１〜５の荒れ面積比率は、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に対して単調増加の傾向を示した。そこで、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２に対する半導体構造体の荒れ面積比率を最小二乗法により所定の関数でフィッティングすることで、点線で示した粗さ対応関係を取得した。このとき、粗さ対応関係として以下の式（４）が得られた。
（荒れ面積比率）＝０．００４３σ２ ２＋０．２０５８σ２ ・・・（４）
（２）検査サンプルの検査
（２−１）検査サンプル用意
一例として、基準サンプル１と同様の条件により、検査サンプルの半導体構造体を作製した。
（２−２）検査サンプル測定
基準サンプル１〜５と同様の測定条件により、検査サンプルに対して反射光分布の測定を行った。
（２−３）検査サンプルのパラメータ取得
上記測定で得られた検査サンプルの反射光分布を規格化して規格化反射光分布を求め、上記式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって規格化反射光分布をフィッティングした。これにより、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを取得した。検査サンプルにおける、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）および第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のそれぞれを構成するパラメータを以下に示す。
Ａ１＝０．８８６
Ａ２＝０．１５５
μ１＝１９０３
μ２＝１８９０
σ１＝１９．５
σ２＝４６．２
（２−４）算出
検査サンプルについて取得された第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１を、式（３）の湾曲対応関係に当てはめて検査サンプルのＳＯＲＩを算出したところ、検査サンプルのＳＯＲＩは、５．７６μｍであった。なお、式（３）’の湾曲対応関係に当てはめても同程度の値であった。
また、検査サンプルについて取得された第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２を、式（４）の粗さ対応関係に当てはめて検査サンプルの荒れ面積比率を算出したところ、検査サンプルの荒れ面積比率は、１８．７％であった。
（２−５）選別
上記結果から、検査サンプルのＳＯＲＩが２０μｍ以下であり、且つ、検査サンプルの荒れ面積比率が２０％以下であったため、当該検査用サンプルを最良品として選別した。
（２−６）対応関係の確認
上記算出結果の対応付け精度を確認するため、基準サンプル１〜５と同様に、平坦度測定装置により検査サンプルのＳＯＲＩを測定し、ノマルスキー顕微鏡により検査サンプルの荒れ面積比率を測定した。
その結果、平坦度測定装置により測定した検査サンプルのＳＯＲＩは、５．９２μｍであった。つまり、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータＡ１を式（３）の湾曲対応関係に当てはめて算出した検査サンプルのＳＯＲＩが、平坦度測定装置により測定した検査サンプルのＳＯＲＩと近い値となっていることを確認した。
また、ノマルスキー顕微鏡により測定した検査サンプルの荒れ面積比率は、８．５％であった。つまり、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）の標準偏差σ２を式（４）の粗さ対応関係に当てはめて算出した検査サンプルの荒れ面積比率が、ノマルスキー顕微鏡により測定した検査サンプルの荒れ面積比率とほぼ同程度の値となっていることを確認した。
以上により、半導体構造体の反射光分布において半導体構造体の湾曲の影響と半導体構造体の表面の荒れの影響とを切り分けることで、第１ガウス関数ｆ１（ｒ）のパラメータを半導体構造体の湾曲量に精度良く対応付けたり、第２ガウス関数ｆ２（ｒ）のパラメータを半導体構造体の表面粗さに精度良く対応付けたりすることができることを確認した。
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
（付記１）
板状の半導体構造体を用意する工程と、
前記半導体構造体を検査する工程と、を有し、
前記半導体構造体を検査する工程は、
光源から前記半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体構造体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記半導体構造体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
半導体構造体の製造方法。
（付記２）
前記第２ガウス関数のパラメータに基づいて前記半導体構造体を選別する工程を有する
付記１に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記３）
前記パラメータを取得する工程では、
前記第２ガウス関数の標準偏差を取得し、
前記半導体構造体を選別する工程では、
前記第２ガウス関数の前記標準偏差に基づいて前記半導体構造体を選別する
付記２に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記４）
前記半導体構造体を検査する工程よりも前に、前記第２ガウス関数のパラメータと前記半導体構造体の表面粗さとを対応させた粗さ対応関係を用意する工程を有し、
前記半導体構造体を検査する工程は、
前記パラメータを取得する工程で取得された前記第２ガウス関数のパラメータを前記粗さ対応関係に当てはめて前記半導体構造体の表面粗さを算出する工程を有する
付記１〜３のいずれか１つに記載の半導体構造体の製造方法。
（付記５）
前記粗さ対応関係を用意する工程では、
前記粗さ対応関係において、前記半導体構造体の表面の面積に対する荒れが生じている部分の面積の比率である荒れ面積比率と前記第２ガウス関数のパラメータとを対応させ、
前記表面粗さを算出する工程では、
前記第２ガウス関数のパラメータを前記粗さ対応関係に当てはめて前記半導体構造体の前記荒れ面積比率を算出する
付記４に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記６）
前記パラメータを取得する工程では、
前記第２ガウス関数のパラメータを取得するとともに、前記半導体構造体の湾曲に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する
付記１〜５のいずれか１項に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記７）
前記第１ガウス関数のパラメータに基づいて前記半導体構造体を選別する工程を有する
付記６に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記８）
前記パラメータを取得する工程では、
前記第１ガウス関数の標準偏差またはピーク値を取得し、
前記半導体構造体を選別する工程では、
前記第１ガウス関数の前記標準偏差または前記ピーク値に基づいて前記半導体構造体を選別する
付記７に記載の半導体構造体の製造方法。
（付記９）
板状の半導体構造体を用意する工程と、
前記半導体構造体を検査する工程と、を有し、
前記半導体構造体を検査する工程は、
光源から前記半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体構造体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記半導体構造体の湾曲量に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
半導体構造体の製造方法。
（付記１０）
光源から板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
検査方法。
（付記１１）
光源から板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の湾曲量に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
検査方法。
（付記１２）
所定のｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる基板と、
前記基板上に設けられ、前記基板のｎ型不純物濃度よりも低いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層と、を有し、
レーザで構成された光源から前記半導体層の表面に対して５０°以上８０°以下の角度で波長４０５ｎｍの光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を１ピクセルの一辺の長さが１．６７μｍである二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体層の前記表面の全範囲内で行い、前記表面の全範囲内で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布を規格化した反射光分布を取得し、以下の式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって前記反射光分布をフィッティングしたときに、
σ２≦９０
である
半導体構造体。
（ただし、σ２＞σ１とする。）
（付記１３）
所定のｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる基板と、
前記基板上に設けられ、前記基板のｎ型不純物濃度よりも低いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層と、を有し、
レーザで構成された光源から前記半導体層の表面に対して５０°以上８０°以下の角度で波長４０５ｎｍの光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を１ピクセルの一辺の長さが１．６７μｍである二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体層の前記表面の全範囲内で行い、前記表面の全範囲内で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布を規格化した反射光分布を取得し、以下の式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって前記反射光分布をフィッティングしたときに、
０．５≦Ａ１≦１
である
半導体構造体。
（ただし、σ２＞σ１とする。）
（付記１４）
板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射する光源と、
前記表面で反射または散乱された反射光を検出する二次元の検出器と、
前記光源と前記検出器とを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記光源から前記被測定体の表面に対して光を照射し、前記表面での前記反射光を前記検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する処理と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する処理と、を行う
検査装置。
（付記１５）
板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射する光源と、前記表面で反射または散乱された反射光を検出する二次元の検出器と、を有する検査装置にコンピュータによって実行させるプログラムであって、
前記光源から前記被測定体の表面に対して光を照射し、前記表面での前記反射光を前記検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する手順と、
第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する手順と、を前記検査装置に前記コンピュータによって実行させる
検査プログラム。
１０ 半導体構造体
１１ 基準構造体
１２ 検査構造体
３０ 検査装置
１００ 基板
１００ａ 主面
１２０ 半導体層
１２０ａ 主面
３２０ ステージ
３４０ 光源
３６０ 検出器
４００ 制御部
４１０ ＣＰＵ
４２０ ＲＡＭ
４３０ 記憶装置
４４０ Ｉ／Ｏポート
４５０ 表示部
４６０ 入力部

Claims (9)

  1. 板状の半導体構造体を用意する工程と、
    前記半導体構造体を検査する工程と、を有し、
    前記半導体構造体を検査する工程は、
    光源から前記半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体構造体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
    第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記半導体構造体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
    半導体構造体の製造方法。
  2. 前記第２ガウス関数のパラメータに基づいて前記半導体構造体を選別する工程を有する
    請求項１に記載の半導体構造体の製造方法。
  3. 前記半導体構造体を検査する工程よりも前に、前記第２ガウス関数のパラメータと前記半導体構造体の表面粗さとを対応させた粗さ対応関係を用意する工程を有し、
    前記半導体構造体を検査する工程は、
    前記パラメータを取得する工程で取得された前記第２ガウス関数のパラメータを前記粗さ対応関係に当てはめて前記半導体構造体の表面粗さを算出する工程を有する
    請求項１又は２に記載の半導体構造体の製造方法。
  4. 前記パラメータを取得する工程では、
    前記第２ガウス関数のパラメータを取得するとともに、前記半導体構造体の湾曲に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体構造体の製造方法。
  5. 板状の半導体構造体を用意する工程と、
    前記半導体構造体を検査する工程と、を有し、
    前記半導体構造体を検査する工程は、
    光源から前記半導体構造体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体構造体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
    第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記半導体構造体の湾曲量に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
    半導体構造体の製造方法。
  6. 光源から板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
    第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の表面粗さに相当する指標として前記第２ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
    検査方法。
  7. 光源から板状の被測定体の表面に対して斜めの方向に光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を二次元の検出器によって検出する測定を、前記被測定体の前記表面のうちの少なくとも所定範囲内の複数個所で行い、前記複数個所で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布である反射光分布を取得する工程と、
    第１ガウス関数と、前記第１ガウス関数よりも広く分布する第２ガウス関数と、を少なくとも加算した多重ガウス関数によって前記反射光分布をフィッティングし、前記被測定体の湾曲量に相当する指標として前記第１ガウス関数のパラメータを取得する工程と、を有する
    検査方法。
  8. 所定のｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる基板と、
    前記基板上に設けられ、前記基板のｎ型不純物濃度よりも低いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層と、を有し、
    レーザで構成された光源から前記半導体層の表面に対して５０°以上８０°以下の角度で波長４０５ｎｍの光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を１ピクセルの一辺の長さが１．６７μｍである二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体層の前記表面の全範囲内で行い、前記表面の全範囲内で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布を規格化した反射光分布を取得し、以下の式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって前記反射光分布をフィッティングしたときに、
    σ２≦９０
    である
    半導体構造体。
    （ただし、σ２＞σ１とする。）
  9. 所定のｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる基板と、
    前記基板上に設けられ、前記基板のｎ型不純物濃度よりも低いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物半導体からなる半導体層と、を有し、
    レーザで構成された光源から前記半導体層の表面に対して５０°以上８０°以下の角度で波長４０５ｎｍの光を照射し、前記表面で反射または散乱された反射光を１ピクセルの一辺の長さが１．６７μｍである二次元の検出器によって検出する測定を、前記半導体層の前記表面の全範囲内で行い、前記表面の全範囲内で測定した前記反射光の強度を積算した積算値の、前記検出器での位置に対する分布を規格化した反射光分布を取得し、以下の式（１）で表される多重ガウス関数Ｆ（ｒ）によって前記反射光分布をフィッティングしたときに、
    ０．５≦Ａ１≦１
    である
    半導体構造体。
    （ただし、σ２＞σ１とする。）
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