JP2020088011A

JP2020088011A - 欠陥識別方法、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及びＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法

Info

Publication number: JP2020088011A
Application number: JP2018215723A
Authority: JP
Inventors: 太一岡野; Taichi Okano; 貞孝西原; Sadataka Nishihara
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: JP7153268B2

Abstract

【課題】ＳｉＣエピタキシャルウェハの電気的特性を正確に測定するために、所定の欠陥を識別する欠陥識別方法。【解決手段】この欠陥識別方法は、三角形の欠陥を特定する第１工程と、ヒュージダウンフォールを有する欠陥を抽出する第２工程と、を有し、前記第２工程は、前記三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対するコントラスト比を求めるコントラスト比決定工程と、前記基準面に対するコントラスト比が所定値以上大きい又は小さい特定部分をヒュージダウンフォールとして検出するヒュージダウンフォール検出工程と、を有する、欠陥識別方法。【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥識別方法、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及びＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法に関する。

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い。そのため、炭化珪素（ＳｉＣ）は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。

ＳｉＣデバイスの実用化の促進には、高品質のＳｉＣエピタキシャルウェハ、及び高品質のエピタキシャル成長技術の確立が求められている。

ＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア濃度等の特性を測定する方法として、水銀を電極に利用する水銀プローブ（Ｈｇ−ＣＶ）法が知られている（例えば、特許文献１、２）。

水銀プローブ（Ｈｇ−ＣＶ）法は容量−電圧法の一種である。半導体ウェハの表面（エピタキシャルウェハの場合はエピタキシャル層の表面）に水銀プローブ（ガラス製などのキャピラリー（水銀保持用ホルダ）の管内に水銀を注入したもの）の先端を接触させ、水銀と半導体ウェハとの間にショットキー接合を形成する。次に、このショットキー接合を挟んで容量（Ｃ）−逆方向電圧（Ｖ）特性を測定し、このＣ−Ｖ特性の測定結果からキャリア濃度等を算出する。

特許文献１に開示されている水銀プローブ法において、半導体ウェハ表面に接触させた水銀電極の面積（水銀電極面積）は、電気的特性（キャリア濃度）の算出に影響する。水銀プローブ法で正確な測定を行うためには、正確な電極面積を得ることが重要である。ガラス製などのキャピラリー（水銀保持用ホルダ）の管内に水銀を注入した水銀プローブを用いる場合、その水銀電極面積はキャピラリーの断面積となる。

特開２０１０−１５３６１１号公報特開２０１８−０９８３９４号公報

しかしながら、半導体ウェハの表面に凹みや突起がある場合、実際の水銀電極面積とキャピラリーの断面積が一致せず、半導体ウェハの電気的特性が正確に算出できなくなる場合がある。
場合によっては、キャピラリー等の水銀プローブの支持具の先端が半導体ウェハ表面に良好に接触せず、支持具と半導体ウェハとの隙間から水銀が漏れだしてしまうこともある。この場合、キャピラリーから漏れ出て拡がった分、水銀と半導体ウェハとの接触面積（水銀電極面積）はキャピラリーの断面積からずれるので、半導体ウェハの電気的特性が正確に算出できなくなる。

そこで、特許文献２に開示されている半導体デバイスの評価方法は、半導体ウェハと水銀との設置面の面積に対して０．５％以上の面積を有する凸状又は凹状の欠陥を特定し、特定した欠陥の位置座標を避けてプローブの設置及び電気的特性の測定を行っている。

しかしながら、特許文献２に開示されている半導体デバイスの評価方法で欠陥と特定した箇所には、プローブを設置しても支持具と半導体ウェハとの隙間から水銀が漏れださない箇所や、電気的特性を正確に算出することのできる箇所が含まれている。

そのため、本来であれば、プローブの設置を避ける必要のない箇所も避けてプローブを設置しており、スループットの向上に改善の余地がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ＳｉＣエピタキシャルウェハの電気的特性を正確に測定するために、水銀プローブ法において、プローブ設置を避ける必要のある欠陥と避ける必要のない欠陥とを識別する欠陥識別方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、ヒュージダウンフォールは、水銀プローブ法による電気的特性の測定結果に悪影響を及ぼすのに対し、三角形の欠陥は水銀プローブ法による電気的特性の結果に悪影響をほとんど及ぼさないことを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

（１）第１の態様にかかる欠陥識別方法は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの表面の三角形の欠陥を特定する、第１工程と、前記三角形の欠陥のうち、ヒュージダウンフォールを有する欠陥を抽出する、第２工程と、を有し、前記第２工程は、前記三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する第１コントラスト比、第２コントラスト比、及び第３コントラスト比を求める、コントラスト比決定工程と、前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比と比較して、前記基準面に対するコントラスト比が大きい又は小さい特定部分をヒュージダウンフォールとして検出するヒュージダウンフォール検出工程と、を有し、前記特定部分は、コントラスト比が、前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比のうちの１より大きな値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上大きい、又は、前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比のうちの１より小さい値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上小さい場合に、ヒュージダウンフォールとして検出される。

（２）上記態様にかかる欠陥識別方法において、前記ヒュージダウンフォールのうち、大きさが、前記三角形の欠陥の面積の０．０１％以上、または、１０μｍ^２以上の欠陥を特定する工程をさらに有してもよい。

（３）上記態様にかかる欠陥識別方法において、前記ヒュージダウンフォールのうち、高さが、所定値以上の欠陥を特定する工程をさらに有し、前記所定値は、前記三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する高さのうち最大高さであってもよい。

（４）第２の態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法は、上記態様にかかる欠陥識別方法で、前記ヒュージダウンフォールを有する欠陥の位置座標を測定及び特定する、座標測定工程と、前記座標測定工程で特定された前記ヒュージダウンフォールの位置座標と、予定されていたプローブ設置箇所の位置座標が重なる場合、前記ヒュージダウンフォールの位置座標を避けてプローブを設置するプローブ設置工程と、前記プローブから供給される水銀と前記ＳｉＣエピタキシャルウェハを接触させて電気的特性を測定する電気的特性測定工程と、を有してもよい。

（５）第３の態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、ＳｉＣウェハ上にエピタキシャル膜を成膜する工程と、第１の態様にかかる欠陥識別方法を行う工程と、を有する。

本発明の一態様にかかる欠陥識別方法によれば、ＳｉＣエピタキシャルウェハの電気的特性を正確に測定するために、水銀プローブ法において、プローブ設置を避ける必要のある欠陥と避ける必要のない欠陥とを識別することができる。

ＳｉＣエピタキシャルウェハの三角形の欠陥の近傍拡大図である。ＳｉＣエピタキシャルウェハのヒュージダウンフォールを含む三角形の欠陥の近傍拡大図である。ヒュージダウンフォールの特定方法の具体例を示す図である。水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法について説明するための模式図である。水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法について説明するための模式図である。水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法について説明するための模式図である。水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法について説明するための模式図である。水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法について説明するための模式図である。

以下、本発明の一態様に係る欠陥識別方法、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法、および、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

＜欠陥識別方法＞
第１の実施形態にかかる欠陥識別方法は、ＳｉＣエピタキシャルウェハに存在する欠陥の中からヒュージダウンフォールを抽出する工程である。すなわち、欠陥識別工程は、三角形の欠陥を特定する、第１工程と、前記三角形の欠陥のうち、ヒュージダウンフォールを有する欠陥を抽出する、第２工程と、を有する。

「第１工程」
第１工程は、ＳｉＣエピタキシャルウェハに存在する三角形の欠陥を特定する工程である。ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板の一面にエピタキシャル膜が成膜されたものである。ＳｉＣエピタキシャルウェハ中には、種々の欠陥が存在する。例えば、基底面転位、貫通刃状転位、積層欠陥、ダウンフォール等が存在する。三角形の欠陥は、ＳｉＣエピタキシャルウェハを平面視した際に三角形に見える欠陥である。

三角形の欠陥は、微分干渉顕微鏡、光学式表面検査装置、ＰＬ検査装置等を用いて特定する。三角形の欠陥は、例えば、レーザテック社製のＳｉＣウェハ欠陥検査装置（ＳＩＣＡ）を用いて特定できる。
ＳＩＣＡは、光学系による表面検査と、ＰＬ検査とを１台で行うことができる。ＳＩＣＡは、観察するＳｉＣエピタキシャルウェハに対して、紫外線を垂直に入射する。ＳＩＣＡは、ＳｉＣエピタキシャルウェハ表面からの散乱光の強度、および反射光の強度と反射位置を計測することができる装置である。ＳＩＣＡでは、被測定体のコントラストを強調することができる。
欠陥の中には、光学表面検査による観測は難しいが、ＰＬ検査では容易に観測することができるものも存在する。

三角形の欠陥の高さは、エピタキシャル膜の厚さにも依存するが、１５０ｎｍ程度である。三角形の欠陥の高さは、レーザー顕微鏡又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて求めることができる。三角形の欠陥の高さは、三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する高さのうち最大高さである。

ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法で詳しく後述するが、Ｈｇ−ＣＶ法は、所定の欠陥上で行うと、水銀と被測定体との接触面積が正確に測れず被測定体の正確なキャリア濃度を測定することができない。また、所定の欠陥上にウェハ評価装置を設置すると、キャピラリーとウェハとの隙間から水銀が漏れてしまう場合がある。
三角形の欠陥は、Ｈｇ−ＣＶ法に悪影響を与えない。これに対して、後述するヒュージダウンフォールはＨｇ−ＣＶ法に悪影響を与える。

すなわち、Ｈｇ−ＣＶ法を正確に行うためには、三角形の欠陥と所定の欠陥（後述するヒュージダウンフォール）を有するものとを区別することが必要である。

「第２工程」
第２工程は、コントラスト比決定工程と、ヒュージダウンフォール検出工程と、を有する。すなわち、以下の手段を行う。

＜コントラスト比決定工程＞
コントラスト比決定工程は、三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する第１コントラスト比、第２コントラスト比、及び第３コントラスト比を求める工程である。
コントラスト比決定工程は、例えば、ＳＩＣＡを用いて行う。

図１を例にコントラスト比決定工程について説明する。図１は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの三角形の欠陥の近傍を拡大した図である。図１に示すＳｉＣエピタキシャルウェハ１の拡大部分は、三角形の欠陥１１と基準面１２とを有する。三角形の欠陥１１は、第１工程で特定された欠陥である。三角形の欠陥１１の各頂点を頂点Ａ、頂点Ｂ、頂点Ｃとする。基準面１２は、欠陥を有さない正常部である。

コントラスト比決定工程では、三角形の欠陥１１の３辺（辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＡ）のそれぞれの基準面に対するコントラスト比を求める。例えば、この三角形の欠陥１１において辺ＡＢの基準面１２に対するコントラスト比を第１コントラスト比とし、辺ＢＣの基準面１２に対するコントラスト比を第２コントラスト比とし、辺ＣＡの基準面１２に対するコントラスト比を第３コントラスト比とする。基準面１２に対するコントラスト比は、基準面１２の輝度に対する該当箇所の輝度の比である。基準面１２の輝度は、正常部分の輝度の最頻値のことをいう。

本実施形態中では、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１の基準面１２の輝度の値を１とし、第１コントラスト比の値をＸ、第２コントラスト比の値をＹ、第３コントラスト比の値をＺとする。例えば、辺ＡＢの輝度が基準面１２の輝度より強い場合、Ｘは１より大きい値となり、辺ＡＢの輝度が基準面１２の輝度より弱い場合、Ｘは１より小さい値となる。

＜ヒュージダウンフォール検出工程＞
ヒュージダウンフォール検出工程は、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚと比較して、基準面に対するコントラスト比が大きい又は小さい特定部分をヒュージダウンフォールとして検出する。

図２は、ＳｉＣエピタキシャルウェハのヒュージダウンフォールを内部に有する三角形の欠陥の近傍を拡大した図である。図２に示すＳｉＣエピタキシャルウェハ１の拡大部分は、三角形の欠陥１１と基準面１２とヒュージダウンフォール１３とを有する。

ヒュージダウンフォール１３は、エピタキシャル膜を形成時に、エピタキシャル膜に噛みこんだ大きな異物である。異物は、例えばチャンバー内に付着したＳｉＣが剥離し、落下した物等である。

ヒュージダウンフォール１３は、三角形の欠陥１１の内部において、コントラスト比が、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より大きな値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上大きい部分、又は、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より小さい値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上小さい部分として特定される。

図３は、ヒュージダウンフォール１３の特定の具体例を示す図である。まずコントラスト比決定工程において、三角形の欠陥１１の３辺（辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＡ）のそれぞれの基準面１２に対する第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚが求められる。例えば、第１コントラスト比Ｘが１．１、第２コントラスト比Ｙが０．９５、第３コントラスト比Ｙが１．０３とする。

第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より大きな値を示すのは、第１コントラスト比Ｘ及び第３コントラスト比Ｚである。第１コントラスト比Ｘ（例えば、１．１）より５％以上大きい値は、１．１５５である。第３コントラスト比Ｚ（例えば、１．０３）より５％以上大きい値は、１．０８１５である。すなわち、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より大きな値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上大きい部分は、基準面に対するコントラスト比が１．１５５以上の部分である。

一方で、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より小さな値を示すのは、第２コントラスト比Ｙである。第２コントラスト比Ｙ（例えば、０．９５）より５％以上小さい値は、０．９０２５である。すなわち、第１コントラスト比Ｘ、第２コントラスト比Ｙ、及び第３コントラスト比Ｚのうちの１より小さな値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上小さい部分は、基準面に対するコントラスト比が０．９０２５以下の部分である。

つまり、図３に示す場合、基準面に対するコントラスト比が、１．１５５以上又は０．９２５以下の場合、その特定部分がヒュージダウンフォールとして検出される。

本実施形態にかかる欠陥識別方法によれば、Ｈｇ−ＣＶ法を用いる際に問題となるヒュージダウンフォールのみを特定できる。

Ｈｇ−ＣＶ法を行う際に避けるべき欠陥は様々な特定方法が考えられる。例えば、エピタキシャル膜に存在する欠陥をすべて避けようとすると、測定を行うことができる箇所を十分確保できない。また例えば、欠陥のサイズ等を基に欠陥を避けようとすると、この欠陥の中には避ける必要が無かった欠陥も含まれることになる。さらに、基準面に対するコントラストのみで欠陥を特定した場合は、ヒュージダウンフォール近傍の表面状態を反映することができず、特定された欠陥の中には避ける必要が無かった欠陥も含まれることになる。

これに対し、本実施形態にかかる欠陥特定方法は、ヒュージダウンフォールが生じる場所の近傍に形成される三角形の欠陥のコントラスト比を基に、ヒュージダウンフォールのコントラスト比の範囲を設定している。すなわち、ヒュージダウンフォール近傍の表面状態を反映することができ、Ｈｇ−ＣＶ法を用いる際に問題となる欠陥のみを特定できる。

また、ヒュージダウンフォール１３のうち、大きさが、１０μｍ^２以上、または、三角形の欠陥１１の面積の０．０１％以上の欠陥をさらに特定してもよい。ヒュージダウンフォール１３のうち、大きさが５μｍ^２以上の欠陥を特定できることが好ましく、２．５μｍ^２以上の欠陥を特定できることがより好ましい。また、ヒュージダウンフォール１３のうち、大きさが三角形の欠陥１１の面積比の０．００５％以上の欠陥を特定することが好ましく、０．００２５％以上の欠陥を特定することがより好ましい。

特定部分の面積が大きいほど、水銀プローブ法による測定で、電気的特性に影響を及ぼす可能性が高い。例えば、大きなヒュージダウンフォールは、キャピラリーを傷つける原因となる。当該範囲の欠陥を避けることで、電気的特性に影響を及ぼす可能性の高い欠陥をより確実に避けることができる。そのため、電気的特性の正確性が高まる。

また、ヒュージダウンフォール１３のうち、高さが所定値以上の欠陥をさらに特定してもよい。特定すべきヒュージダウンフォール１３の高さは、三角形の欠陥１１の３辺のそれぞれの基準面に対する最大高さ以上であることが好ましく、この値の２倍以上であることがより好ましく、この値の５倍以上であることがさらに好ましい。例えば、ヒュージダウンフォール１３の高さは、１５００μｍ程度である。ヒュージダウンフォール１３の高さは、レーザー顕微鏡又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて求めることができる。

特定部分の高さが高いほど、水銀プローブ法による測定で、電気的特性に影響を及ぼす可能性は高い。例えば、高さが高いヒュージダウンフォール１３は、キャピラリーを傷つける原因となる。当該範囲の欠陥を避けることで、電気的特性に影響を及ぼす可能性の高い欠陥を避けることができる。そのため、電気的特性の正確性が高まる。

＜ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法＞
第２実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、ＳｉＣウェハにエピタキシャル膜を成膜する工程と、ＳｉＣウェハにエピタキシャル膜を成膜した、ＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥を識別する工程と、識別された欠陥を避けてＳｉＣエピタキシャルウェハを評価する工程と、を有する。

ＳｉＣウェハにエピタキシャル膜を成膜する工程は、公知の方法で行われる。ＳｉＣウェハの一面にエピタキシャル膜を成膜する。例えば、枚葉炉型の化学気相成長装置、自公転式化学気相成長装置が用られる。

ヒュージダウンフォールは、自公転式化学気相成長装置を用いる場合だけでなく、枚葉炉型の化学気相成長装置を用いる場合も、発生する場合がある。

次いで、ＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥を識別する。欠陥の識別は、上記実施形態にかかる欠陥識別方法を用いて行う。識別される欠陥は、ヒュージダウンフォールである。

次いで、欠陥識別方法を用いて特定されたヒュージダウンフォールを避けてＳｉＣエピタキシャルウェハを評価する。ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価は、例えばＨｇ−ＣＶ法を用いて行う。

本実施形態にかかるエピタキシャルウェハの製造方法は、所定の欠陥を特定し、その欠陥を避けて評価を行う。したがって、本実施形態にかかるエピタキシャルウェハの製造方法によれば、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価時における汚染が避けられ、評価の精度も高めることができる。

本発明の第３の実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法は、座標測定工程と、プローブ設置工程と、電気的特性測定工程と、を有する。

（水銀プローブ法）
本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価は、水銀プローブ（Ｈｇ−ＣＶ）法等で行う。

図４は、水銀プローブ法によるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価装置の構成を例示した模式図である。半導体ウェハ評価装置１０は、水銀２と、キャピラリー３と、給排気管４と、配線５と、電気的特性測定部（図視略）とを備える。水銀２は、キャピラリー３内に収容される。給排気管４は、キャピラリー３内を給排気する。配線５は、水銀２と電気的特性測定部とに電気的に接続される。電気的特性測定部は、配線５と被測定対象である半導体ウェハ１に電気的に接続され、半導体ウェハ１の電気的特性を測定する。

半導体ウェハ評価装置１０を用いて半導体ウェハのキャリア濃度等の電気的特性を測定する手順について説明する。

まず、図５に示すように給排気管４を通じてキャピラリー３内を排気する。排気により、水銀２が引っ張られ、キャピラリー３の中空に水銀２が保持される。この状態でキャピラリー３を移動させる。

次いで、図６に示すように、電気的特性を測定する場所にキャピラリー３を下降させる。そして、キャピラリー３内に給気して水銀２の下端がＳｉＣエピタキシャルウェハ１に接触するように水銀２を下げる。水銀２に接続した配線５を介して電気信号を送り、その応答を取り出す。電気信号のパラメータ及び応答を解析することにより、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１の電気的特性を測定する。この際、ＳｉＣエピタキシャルウェハ表面に接触させた水銀電極の面積（水銀電極面積）は、キャピラリー３の断面積となる。

しかしながら、水銀プローブ法では、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１の表面にヒュージダウンフォールが存在する場合に、正確にＳｉＣエピタキシャルウェハ１の電気的特性を測定できない場合がある。

例えば、図７に示すように、ヒュージダウンフォールＤ１がキャピラリー３に内包された場合、実際に半導体ウェハ表面に接触させた水銀電極の面積は、キャピラリー３の断面積からヒュージダウンフォールＤ１の表面積を差し引いたものとなる。つまり、水銀２とＳｉＣエピタキシャルウェハ１との接触面積（水銀電極面積）がキャピラリー３の断面積からずれ、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１の電気的特性を正確に算出できない。

また図８に示すように、キャピラリー３の先端がＳｉＣエピタキシャルウェハ１の表面に良好に接触せず、ヒュージダウンフォールＤ１をかみこんだ場合、キャピラリー３とＳｉＣエピタキシャルウェハ１の隙間から水銀が漏れだす。この場合、キャピラリー３から漏れ出て拡がった分、水銀２とＳｉＣエピタキシャルウェハ１との接触面積（水銀電極面積）はキャピラリー３の断面積からずれるので、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１の電気的特性を正確に算出できない。

またヒュージダウンフォールＤ１に付着した水銀２は、表面張力等の影響を受けて回収しきれない場合がある。連続して電気的特性を測定する場合に、測定毎に回収しきれなくなった分だけ水銀２の量が変化し、次の測定で漏れた分Ｈｇが不足する。このような原因で接触面積が変わってしまうと、電気的特性の正確性が低下する。

さらに、キャピラリー３とヒュージダウンフォールＤ１とが接触する場合、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１に対して、凹凸構造のＣＶ痕を発生してしまう場合がある。一度ヒュージダウンフォールＤ１上にキャピラリー３が設置されると、ヒュージダウンフォールＤ１の一部がキャピラリー３に付着する場合がある。そのため、キャピラリー３をＳｉＣエピタキシャルウェハに設置させる度に、ＣＶ痕が数箇所〜数１００箇所連続して発生する場合がある。
ＣＶ痕は、ＰＬ検査により検出されるものである。ＣＶ痕は、除去するために洗浄が必要であり、除去を行う場合測定に時間がかかってしまう。

上述のように、ＳｉＣエピタキシャルウェハ表面にヒュージダウンフォールが存在し、ヒュージダウンフォールがキャピラリーに内包する場合等は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの電気的特性を正確に算出することができない。
ヒュージダウンフォールは、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法により異なるが、ＳｉＣエピタキシャルウェハ中に１．５個程度存在する。６インチのＳｉＣエピタキシャルウェハ１枚に対して、プローブ設置箇所を調整せずに、２１箇所でＨｇ−ＣＶ法を行う場合、５％の確率でキャピラリーがヒュージダウンフォールと接触する。

座標測定工程は、上記の実施形態にかかる欠陥識別方法で特定したヒュージダウンフォールを有する欠陥の位置座標を測定及び特定する工程である。
ヒュージダウンフォールの位置座標のマッピングは、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）としてＸＹ座標系で行う。ここで、Ｘ方向、Ｙ方向は、それぞれＳｉＣエピタキシャルウェハの径方向であり、Ｘ方向とＹ方向とは直交する。

プローブ設置工程は、座標測定工程で特定されたヒュージダウンフォールの位置座標と、予定されていたプローブの設置箇所の位置座標が重なる場合、ヒュージダウンフォールを避けてプローブを設置する工程である。

プローブ設置予定箇所は、電気的特性を測定する箇所であり、キャピラリーの下面の外形に相当する。このプローブ設置予定箇所の中心部分に水銀がウェハに接触する電気的特性測定部分があり、この電気的特性測定部分の面積が水銀の面積（キャピラリーの内径の面積）になる。ＳｉＣウェハにおいてキャリア濃度は表面検査密度と併せて最も管理が求められる。そのため、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心から径方向に複数点測定される。

プローブ設置予定箇所のうち、いくつかの箇所は、座標測定工程で特定された欠陥の位置座標と座標が重なる場合がある。プローブ設置予定箇所のうち、座標測定工程で特定された欠陥の位置座標と座標が重なる箇所を、エラー測定点という。エラー測定点で測定される電気的特性は、水銀とＳｉＣエピタキシャルウェハとの接触面積（水銀電極面積）がキャピラリーの断面積からずれるため、正確な値を算出できない可能性がある。

エラー測定点に該当する箇所の電気的特性を得るためには、測定位置をずらして測定を行う。この際、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心を原点とした径方向の距離は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心から実測点の中心と、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心からエラー測定点の中心とで一致させることが好ましい。また、ＳｉＣエピタキシャルウェハの中心を原点とした実測点の周方向の位置座標は、実測点の中心と、エラー測定点の中心とで近いことが好ましい。

ＳｉＣウェハへのエピタキシャル膜の成膜は、ＳｉＣウェハを自転させながら行う。そのため、実測点の位置座標とエラー測定点との関係を、径方向では距離を一致させ、周方向では位置座標を近くすることで、当初測定を予定していた位置と近い値の電気的特性が得られる。

電気的特性測定工程は、プローブから供給される水銀とＳｉＣエピタキシャルウェハを接触させて電気的特性を測定する工程である。測定する電気的特性は、例えば、キャリア濃度である。

以上、本発明の一態様にかかる欠陥識別方法、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法、および、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法について図面を参照して説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更を加えることができる。

以上のように、本発明に係る欠陥識別方法は、ＳｉＣエピタキシャルウェハに存在する欠陥のうち、水銀プローブ法に影響のあるヒュージダウンフォールを抽出し、スループットの高いＳｉＣエピタキシャルウェハ製造方法を提供することができる。

１ＳｉＣエピタキシャルウェハ
２水銀
３キャピラリー
４給排気管
５配線
１０ＳｉＣエピタキシャルウェハ評価装置
１１三角形の欠陥
１２基準面
１３ヒュージダウンフォール
Ａ、Ｂ、Ｃ頂点

Claims

ＳｉＣエピタキシャルウェハの表面の三角形の欠陥を特定する、第１工程と、
前記三角形の欠陥のうち、ヒュージダウンフォールを有する欠陥を抽出する、第２工程と、を有し、
前記第２工程は、
前記三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する第１コントラスト比、第２コントラスト比、及び第３コントラスト比を求める、コントラスト比決定工程と、
前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比と比較して、前記基準面に対するコントラスト比が大きい又は小さい特定部分をヒュージダウンフォールとして検出するヒュージダウンフォール検出工程と、を有し、
前記特定部分は、
コントラスト比が、前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比のうちの１より大きな値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上大きい、又は、前記第１コントラスト比、前記第２コントラスト比、及び前記第３コントラスト比のうちの１より小さい値を示すいずれのコントラスト比よりも５％以上小さい場合に、ヒュージダウンフォールとして検出される、欠陥識別方法。
前記ヒュージダウンフォールのうち、大きさが、前記三角形の欠陥の面積の０．０１％以上、または、１０μｍ^２以上の欠陥を特定する工程をさらに有する、請求項１に記載の欠陥識別方法。
前記ヒュージダウンフォールのうち、高さが、所定値以上の欠陥を特定する工程をさらに有し、
前記所定値は、前記三角形の欠陥の３辺のそれぞれの基準面に対する高さのうち最大高さである、請求項１または２に記載の欠陥識別方法。
請求項１から３のいずれか一項に記載の欠陥識別方法で、前記ヒュージダウンフォールを有する欠陥の位置座標を特定および測定をする、座標測定工程と、
前記座標測定工程で特定された前記ヒュージダウンフォールの位置座標と、予定されていたプローブ設置箇所の位置座標が重なる場合、前記ヒュージダウンフォールの位置座標を避けてプローブを設置するプローブ設置工程と、
前記プローブから供給される水銀と前記ＳｉＣエピタキシャルウェハと、を接触させて電気的特性を測定する電気的特性測定工程と、を有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。
ＳｉＣウェハ上にエピタキシャル膜を成膜する工程と、
請求項１から３のいずれか一項に記載の欠陥識別方法を行う工程と、
前記欠陥識別方法を用いて特定されたヒュージダウンフォールを避けてＳｉＣエピタキシャルウェハを評価する工程と、を有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。