JP6682328B2 - Surface inspection method for semiconductor wafer - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエハーの表面検査方法に関する。   The present invention relates to a surface inspection method for semiconductor wafers.

従来、レーザー走査型の表面検査装置を用いたシリコンウエハーの表面検査方法が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の表面検査方法によれば、シリコンインゴットから切り出された後、ラッピング処理、洗浄を施されたシリコンウエハーの表面のキズやヨゴレを、表面検査装置を用いて自動的に検出することができる。   Conventionally, a surface inspection method of a silicon wafer using a laser scanning type surface inspection device is known (for example, Patent Document 1). According to the surface inspection method of Patent Document 1, it is possible to automatically detect scratches and stains on the surface of a silicon wafer that has been lapped and washed after being cut out from a silicon ingot, using a surface inspection device. it can.

レーザー走査型の表面検査装置は、検査対象であるウエハーの表面にレーザー光を照射してその散乱光をディテクターで検出し、散乱位置及び散乱強度からエピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び直径を判定する。   The laser scanning type surface inspection device irradiates the surface of the wafer to be inspected with laser light and detects the scattered light with a detector, and detects the position and diameter of the irregularities on the surface of the epitaxial growth film from the scattering position and scattering intensity. judge.

凹凸部のサイズが大きいほど散乱強度が大きくなるが、表面検査装置のディテクターの検出可能な散乱強度には上限値がある(以下、検出限界強度と呼ぶ)。このため、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有する凹凸部については、散乱強度から直径を求めることはできず、散乱スペクトルのピークの幅等から面積を概算している。   The larger the size of the irregularities, the larger the scattering intensity, but there is an upper limit to the detectable scattering intensity of the detector of the surface inspection apparatus (hereinafter referred to as the detection limit intensity). Therefore, for the uneven portion having a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit intensity of the detector, the diameter cannot be obtained from the scattering intensity, and the area is roughly estimated from the width of the peak of the scattering spectrum. There is.

このため、表面検査装置は、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有する凹凸部についても検出することはできるが、その検出データは参考程度に用いられるものであって、標準の凹凸数の統計処理には用いられない。表面検査装置の主な検査対象は、当然ながら、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズ以下のサイズを有する凹凸部である。このため、従来、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有する凹凸部の検査は、レーザー走査型の表面検査装置は用いず、目視により実施されていた。   For this reason, the surface inspection device can also detect an uneven portion having a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector, but the detection data is used for reference only. , It is not used for the statistical processing of the standard unevenness number. The main inspection target of the surface inspection device is, of course, an uneven portion having a size equal to or smaller than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector. Therefore, conventionally, the inspection of the uneven portion having a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector has been performed visually without using a laser scanning type surface inspection device.

なお、このようなレーザー走査型の表面検査装置の主な検査対象となる凹凸部のサイズの範囲は、ディテクターの検出限界強度によって決定されるため、装置の種類によらず、ほぼ一定である。例えば、より大きな凹凸部のサイズを正確に測定するためには、波長の長いレーザー光を用いる手段が考えられるが、ディテクターはそのような長波長の散乱光を検出することができないため、そのような手段により、正確に測定することのできる凹凸部のサイズの上限値を大きくすることはできない。ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズは、例えば、代表的なレーザー走査型の表面検査装置であるテンコール・インスツルメンツ社製のSurfscan 6220のディタクターのゲイン2では、平面形状の直径でおよそ28μmである。   Since the size range of the uneven portion which is the main inspection target of such a laser scanning type surface inspection device is determined by the detection limit strength of the detector, it is almost constant regardless of the type of the device. For example, in order to accurately measure the size of a larger uneven portion, a means of using a laser beam having a long wavelength may be considered, but the detector cannot detect such a long-wavelength scattered light. It is impossible to increase the upper limit of the size of the uneven portion that can be accurately measured by any means. The size of the uneven portion corresponding to the detection limit intensity of the detector is, for example, in the gain 2 of the detector of the Surfscan 6220 manufactured by Tencor Instruments, which is a typical laser scanning surface inspection device, is about 28 μm in a planar shape. Is.

具体的には、表面検査装置は、エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部により生じる散乱光のディテクターによる検出データを、ディテクターの検出限界強度以下の強度の散乱光の検出データと、ディテクターの検出限界強度より大きい強度の散乱光の検出データとに区分することができる。しかしながら、上述のように、ディテクターの検出限界強度より大きい強度の散乱光の検出データは、通常、参考程度に用いられるものであって、半導体ウエハーの品質の判断には用いられない。   Specifically, the surface inspection device uses the detection data of the scattered light generated by the uneven portion of the surface of the epitaxial growth film by the detector to detect the scattered light of the intensity below the detection limit intensity of the detector and the detection limit intensity of the detector. It can be divided into detection data of scattered light of high intensity. However, as described above, the detection data of scattered light having an intensity higher than the detection limit intensity of the detector is usually used for reference only and is not used for judging the quality of the semiconductor wafer.

特許第4733252号公報Japanese Patent No. 4733252

本発明の目的の1つは、従来は目視により実施されていた比較的大きなサイズを有する凹凸部についての検査を、迅速かつ低コストで実施することのできる半導体ウエハーの表面検査方法を提供することにある。   One of the objects of the present invention is to provide a surface inspection method for a semiconductor wafer, which is capable of rapidly and inexpensively inspecting a concavo-convex portion having a relatively large size, which has been conventionally conducted visually. It is in.

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記[1]〜[8]の半導体ウエハーの表面検査方法を提供する。   In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides the following semiconductor wafer surface inspection methods [1] to [8].

[1]基板とエピタキシャル成長膜からなる半導体ウエハーの表面にレーザー光を走査しながら照射してその散乱光をディテクターで検出し、横軸が時間、縦軸が散乱強度の波形である散乱スペクトルから前記エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び大きさを判定する表面検査装置を用いた、半導体ウエハーの表面検査方法であって、前記散乱スペクトルのピークの散乱強度の積算値の閾値である閾値積算散乱強度を、前記ディテクターの検出可能な散乱強度の上限値である検出限界強度を有するピークの散乱強度の積算値以上の値に設定し、前記エピタキシャル成長膜の表面にレーザー光を照射し、前記閾値積算散乱強度よりも大きい積算散乱強度のピークが前記散乱スペクトルに含まれるか否かによって、前記閾値積算散乱強度に対応する前記凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、半導体ウエハーの表面検査方法。 [1] The surface of a semiconductor wafer consisting of a substrate and an epitaxially grown film is irradiated with laser light while scanning, and the scattered light is detected by a detector, and the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the scattering intensity waveform. A method for inspecting a surface of a semiconductor wafer using a surface inspecting device for determining the position and the size of a concavo-convex portion on the surface of an epitaxial growth film, which is a threshold value integrated scattering which is a threshold value of an integrated value of scattering intensity of a peak of the scattering spectrum. The intensity is set to a value not less than the integrated value of the scattering intensity of the peak having the detection limit intensity, which is the upper limit of the detectable scattering intensity of the detector, and the surface of the epitaxially grown film is irradiated with laser light to integrate the threshold value. The threshold integrated scattering intensity is determined by whether or not a peak of integrated scattering intensity larger than the scattering intensity is included in the scattering spectrum. The uneven greater uneven portion than the threshold size is the size of unit the judged whether present on the surface of the epitaxial growth film, a surface inspection method of a semiconductor wafer corresponding.

[2]前記エピタキシャル成長膜の表面の前記散乱スペクトルに含まれるピークを、前記ディテクターの検出限界強度以下の強度のピークと、前記ディテクターの検出限界強度より大きい強度のピークとに区分し、前記ディテクターの検出限界強度より大きい強度のピークに前記閾値積算散乱強度より大きい積算散乱強度のピークが含まれるか否かによって、前記閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、上記[1]に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [2] A peak included in the scattering spectrum on the surface of the epitaxial growth film is divided into a peak having an intensity equal to or lower than the detection limit intensity of the detector and a peak having an intensity higher than the detection limit intensity of the detector. It is determined whether or not a concavo-convex portion larger than the threshold size is present on the surface of the epitaxial growth film depending on whether or not the peak of the intensity larger than the detection limit intensity includes the peak of the integrated scattering intensity larger than the threshold integrated scattering intensity. The surface inspection method for a semiconductor wafer according to the above [1].

[3]基板とエピタキシャル成長膜からなる半導体ウエハーの表面にレーザー光を走査しながら照射してその散乱光をディテクターで検出し、横軸が時間、縦軸が散乱強度の波形である散乱スペクトルから前記エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び大きさを判定する表面検査装置を用いた、半導体ウエハーの表面検査方法であって、前記散乱スペクトルのピーク幅の閾値である閾値ピーク幅を、前記ディテクターの検出可能な散乱強度の上限値である検出限界強度を有するピークのピーク幅以上の値に設定し、前記エピタキシャル成長膜の表面にレーザー光を照射し、前記閾値ピーク幅よりも大きいピーク幅のピークが前記散乱スペクトルに含まれるか否かによって、前記閾値ピーク幅に対応する前記凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、半導体ウエハーの表面検査方法。 [3] The surface of a semiconductor wafer consisting of a substrate and an epitaxially grown film is irradiated with scanning laser light, and the scattered light is detected by a detector. From the scattering spectrum in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents scattering intensity waveform, Using a surface inspection device for determining the position and size of the uneven portion of the surface of the epitaxial growth film, a surface inspection method of a semiconductor wafer, the threshold peak width is a threshold of the peak width of the scattering spectrum, the detector Set to a value not less than the peak width of a peak having a detection limit intensity that is the upper limit of the detectable scattering intensity, irradiating the surface of the epitaxial growth film with a laser beam, and a peak having a peak width larger than the threshold peak width. Depending on whether it is included in the scattering spectrum, the threshold value that is the size of the uneven portion corresponding to the threshold peak width. Zuyori large uneven portion determines whether present on the surface of the epitaxial growth film, a surface inspection method of a semiconductor wafer.

[4]前記基板が、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つの化合物半導体からなる化合物半導体基板である、上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [4] Any one of the above [1] to [3], wherein the substrate is a compound semiconductor substrate made of one compound semiconductor selected from the group consisting of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN. 5. A method for inspecting a surface of a semiconductor wafer according to.

[5]前記エピタキシャル成長膜が、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つ以上の化合物半導体からなる化合物半導体膜である、上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [5] Any of [1] to [4] above, wherein the epitaxially grown film is a compound semiconductor film made of one or more compound semiconductors selected from the group consisting of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN. 2. The method for inspecting a surface of a semiconductor wafer according to item 1.

[6]前記閾値サイズより大きい凹凸部は、前記エピタキシャル成長膜の表面上に付着した異物、又は前記基板上に付着した異物若しくは前記エピタキシャル成長膜中に混入した異物に起因する前記エピタキシャル成長膜の異常成長部分である、上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [6] The uneven portion larger than the threshold size is an abnormal growth portion of the epitaxial growth film caused by a foreign substance attached on the surface of the epitaxial growth film, a foreign substance attached on the substrate, or a foreign substance mixed in the epitaxial growth film. The surface inspection method for a semiconductor wafer according to any one of [1] to [5] above.

[7]前記ディテクターの検出限界強度に対応する前記凹凸部のサイズが、平面形状の直径で28μmである、上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [7] The method for inspecting a surface of a semiconductor wafer according to any one of [1] to [6], wherein a size of the uneven portion corresponding to a detection limit strength of the detector is 28 μm in a diameter of a plane shape. .

[8]前記閾値サイズが、平面形状の面積で3800μm以上6400μm以下である、上記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。 [8] The surface inspection method for a semiconductor wafer according to any one of [1] to [7], wherein the threshold size is 3800 μm 2 or more and 6400 μm 2 or less in a planar shape area.

本発明によれば、従来は目視により実施されていた比較的大きなサイズを有する凹凸部についての検査を、迅速かつ低コストで実施することのできる半導体ウエハーの表面検査方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for inspecting a surface of a semiconductor wafer, which is capable of rapidly and inexpensively inspecting a concavo-convex portion having a relatively large size, which has been conventionally performed visually.

図1は、本実施の形態に係る表面検査装置の構造の一例を概略的に表すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the structure of the surface inspection apparatus according to this embodiment. 図2(a)は、本実施の形態に係る表面検査装置により得られる散乱スペクトルの模式図である。図2(b)は、積算散乱強度を示す。FIG. 2A is a schematic diagram of a scattering spectrum obtained by the surface inspection apparatus according to this embodiment. FIG. 2B shows the integrated scattering intensity. 図3(a)〜(c)は、実施の形態に係る半導体ウエハーの表面検査方法の検査対象となる凹凸部の形態の例を模式的に表す垂直断面図である。3A to 3C are vertical cross-sectional views schematically showing an example of the form of the uneven portion to be inspected by the surface inspection method for a semiconductor wafer according to the embodiment. 図4は、得られた散乱スペクトルの1つのピークについての判定の流れを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing the flow of determination for one peak of the obtained scattering spectrum. 図5は、積算散乱強度と閾値積算散乱強度との関係を表す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the integrated scattering intensity and the threshold integrated scattering intensity. 図6(a)〜(d)は、凹凸部の位置と面積をウエハー上の二次元データとしてマッピングした例である。FIGS. 6A to 6D are examples in which the position and area of the uneven portion are mapped as two-dimensional data on the wafer. 図7(a)〜(d)は、凹凸部の位置と面積をウエハー上の二次元データとしてマッピングした例である。7A to 7D are examples in which the positions and areas of the uneven portions are mapped as two-dimensional data on the wafer. 図8は、370枚の半導体ウエハーの各ウエハーにおける最も大きな凹凸部の面積の、本実施の形態に係る表面検査方法により求められた相対累積度数分布と、従来と同様の目視による検査により発見された凹凸部の有無を合わせて示すグラフである。FIG. 8 shows the relative cumulative frequency distribution of the area of the largest uneven portion of each of the 370 semiconductor wafers obtained by the surface inspection method according to the present embodiment and the visual inspection similar to the conventional one. It is a graph which also shows the presence or absence of the uneven part.

〔実施の形態〕
本実施の形態では、基板とエピタキシャル成長膜からなる半導体ウエハーの表面にレーザー光を照射してその散乱光をディテクターで検出し、散乱位置及び散乱強度から前記エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び大きさを判定する表面検査装置(例えば、テンコール・インスツルメンツ社製のSurfscan 6220)を用いて、半導体ウエハーの表面検査を実施する。
[Embodiment]
In the present embodiment, the surface of the semiconductor wafer consisting of the substrate and the epitaxial growth film is irradiated with laser light and the scattered light is detected by a detector, and the position and size of the irregularities on the surface of the epitaxial growth film are detected from the scattering position and the scattering intensity. The surface inspection of the semiconductor wafer is performed by using a surface inspection device (for example, Surfscan 6220 manufactured by Tencor Instruments Co., Ltd.) for determining the surface roughness.

(表面検査装置)
図1は、本実施の形態に係る表面検査装置の構造の一例を概略的に表すブロック図である。本実施の形態に係るレーザー走査型の表面検査装置20は、半導体ウエハー1を保持した状態で所定の方向に移動させることができる基板台21と、制御部22の制御により基板台21を駆動させる駆動部23と、制御部22の制御によりレーザー光を発振するレーザー発振器24と、ミラーやレンズ等から構成され、制御部22の制御により半導体ウエハー1の移動方向とは異なる方向(例えば、直交する方向)にレーザー光を走査させることができる光学系25を有し、半導体ウエハー1のエピタキシャル成長膜の表面上の任意の領域にレーザー光を走査させることができる。
(Surface inspection device)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the structure of the surface inspection apparatus according to this embodiment. A laser scanning type surface inspection apparatus 20 according to the present embodiment drives a substrate table 21 that can be moved in a predetermined direction while holding a semiconductor wafer 1 and a control of a controller 22. The drive unit 23, a laser oscillator 24 that oscillates a laser beam under the control of the control unit 22, a mirror, a lens, and the like, and a direction different from the moving direction of the semiconductor wafer 1 under the control of the control unit 22 (for example, orthogonal to each other). The optical system 25 capable of scanning the laser beam in the direction) is provided, and the laser beam can be scanned in an arbitrary region on the surface of the epitaxial growth film of the semiconductor wafer 1.

なお、表面検査装置20は、レーザー光の経路が固定されていて、基板台21が縦横、螺旋等の多方向に半導体ウエハー1を移動させる機構を有していてもよい。   The surface inspection apparatus 20 may have a mechanism in which the path of the laser beam is fixed and the substrate table 21 moves the semiconductor wafer 1 in multiple directions such as vertical and horizontal directions and spirals.

レーザー光は、半導体ウエハー1のエピタキシャル成長膜の表面上において、例えば、直径90μmの円に焦点が合う。エピタキシャル成長膜の表面上に凹凸部が存在すると、その凹凸部においてレーザー光が散乱する。この散乱光は、表面検査装置20のディテクター26によって検出され、光電子増倍管27に導かれて増幅される。光電子増倍管27から出力されたアナログ信号は、アナログ−デジタル変換器28によってデジタル化され、記憶部29に記憶される。   The laser light is focused on, for example, a circle having a diameter of 90 μm on the surface of the epitaxially grown film on the semiconductor wafer 1. If unevenness exists on the surface of the epitaxial growth film, laser light is scattered at the unevenness. The scattered light is detected by the detector 26 of the surface inspection device 20, guided to the photomultiplier tube 27, and amplified. The analog signal output from the photomultiplier tube 27 is digitized by the analog-digital converter 28 and stored in the storage unit 29.

そして、得られた散乱スペクトルのピーク位置から、エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置を特定することができる。また、表面検査装置20は散乱光の散乱強度と凹凸部の平面形状の直径が対応付けられたテーブルを記憶部29に有しており、散乱強度から凹凸部の直径を特定することができる。   Then, the position of the uneven portion on the surface of the epitaxial growth film can be specified from the peak position of the obtained scattering spectrum. Further, the surface inspection apparatus 20 has a table in the storage unit 29 in which the scattering intensity of scattered light and the diameter of the planar shape of the uneven portion are associated with each other, and the diameter of the uneven portion can be specified from the scattering intensity.

また、表面検査装置20は散乱スペクトルのピークの積算散乱強度と凹凸部の平面形状の面積が対応付けられたテーブルを記憶部29に有しており、散乱強度がディテクター26の検出可能な散乱強度の上限値よりも大きい凹凸部の面積を、積算散乱強度から特定することができる。   Further, the surface inspection apparatus 20 has a table in the storage unit 29 in which the integrated scattering intensity of the peak of the scattering spectrum and the planar area of the uneven portion are associated with each other, and the scattering intensity can be detected by the detector 26. The area of the uneven portion larger than the upper limit value of can be specified from the integrated scattering intensity.

図2(a)は、本実施の形態に係る表面検査装置により得られる散乱スペクトルの模式図である。点線Iは、表面検査装置のディテクターの検出限界強度を示している。 FIG. 2A is a schematic diagram of a scattering spectrum obtained by the surface inspection apparatus according to this embodiment. The dotted line I 0 indicates the detection limit intensity of the detector of the surface inspection device.

例えば、図2(a)に示されるピークB、Cは、散乱強度が検出限界強度以下であるため、散乱強度から凹凸部の直径が特定される。一方、ピークAは、散乱強度が検出限界強度より大きいため、積算散乱強度から凹凸部の面積が特定される。ここで、積算散乱強度は、図2(b)に示されるピークAの面積Sに等しい。積算散乱強度は、表面検査装置20の演算部30により算出され、記憶部29に記憶される。   For example, in peaks B and C shown in FIG. 2A, the scattering intensity is equal to or lower than the detection limit intensity, so the diameter of the uneven portion is specified from the scattering intensity. On the other hand, in peak A, the scattering intensity is larger than the detection limit intensity, and therefore the area of the uneven portion is specified from the integrated scattering intensity. Here, the integrated scattering intensity is equal to the area S of the peak A shown in FIG. The integrated scattering intensity is calculated by the calculation unit 30 of the surface inspection device 20 and stored in the storage unit 29.

(表面検査方法)
本実施の形態に係る半導体ウエハーの表面検査方法において検査対象としているエピタキシャル成長膜の表面の凹凸部は、エピタキシャル成長膜の表面上に付着した異物、又は基板上に付着した異物若しくはエピタキシャル成長膜中に混入した異物に起因するエピタキシャル成長膜の異常成長部分であって、レーザー走査型の表面検査装置が主な検査対象としていない、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有するものである。
(Surface inspection method)
The irregularities on the surface of the epitaxial growth film to be inspected in the method for inspecting the surface of the semiconductor wafer according to the present embodiment are mixed with foreign matter attached to the surface of the epitaxial growth film, or foreign matter attached to the substrate or the epitaxial growth film. An abnormal growth portion of an epitaxial growth film caused by a foreign substance, which has a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector, which is not the main inspection target of the laser scanning type surface inspection device. .

図3(a)〜(c)は、実施の形態に係る半導体ウエハーの表面検査方法の検査対象となる凹凸部の形態の例を模式的に表す垂直断面図である。図3(a)に示される凹凸部12aは、半導体ウエハー1の基板10上に成長したエピタキシャル成長膜11の表面に付着した塵等の異物である。図3(b)に示される凹凸部12bは、基板10上に付着した異物13に起因して異常成長したエピタキシャル成長膜11の異常成長部である。図3(c)に示される凹凸部12cは、成長中のエピタキシャル成長膜11の表面に付着して、エピタキシャル成長膜11中に混入した異物13に起因して異常成長したエピタキシャル成長膜11の異常成長部である。   3A to 3C are vertical cross-sectional views schematically showing an example of the form of the uneven portion to be inspected by the surface inspection method for a semiconductor wafer according to the embodiment. The uneven portion 12a shown in FIG. 3A is a foreign substance such as dust attached to the surface of the epitaxial growth film 11 grown on the substrate 10 of the semiconductor wafer 1. The uneven portion 12b shown in FIG. 3B is an abnormal growth portion of the epitaxial growth film 11 that has abnormally grown due to the foreign matter 13 attached to the substrate 10. The uneven portion 12c shown in FIG. 3C is an abnormal growth portion of the epitaxial growth film 11 that is attached to the surface of the growing epitaxial growth film 11 and abnormally grows due to the foreign matter 13 mixed in the epitaxial growth film 11. is there.

なお、凹凸部の形状は、図3(a)〜(c)に示されるものに限定されない。例えば、エピタキシャル成長膜に付着した塵等の異物が後に消失した場合には、エピタキシャル成長膜の表面の窪みが凹凸部として残る。   The shape of the uneven portion is not limited to that shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c). For example, when foreign matter such as dust attached to the epitaxial growth film disappears later, the depressions on the surface of the epitaxial growth film remain as irregularities.

本実施の形態においては、積算散乱強度の閾値である閾値積算散乱強度をディテクターの検出限界強度を有するピーク(図2(a)のピークA)の積算散乱強度以上の値に設定し、エピタキシャル成長膜の表面にレーザー光を照射し、前記閾値積算散乱強度よりも大きい積算散乱強度のピークが前記散乱スペクトルに含まれるか否かによって、閾値積算散乱強度に対応する凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部がエピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する。   In the present embodiment, the threshold integrated scatter intensity, which is the threshold value of the integrated scatter intensity, is set to a value equal to or higher than the cumulative scatter intensity of the peak having the detection limit intensity of the detector (peak A in FIG. 2A), and the epitaxial growth film is obtained. Irradiate the surface of the laser light, whether the peak of the integrated scattering intensity larger than the threshold integrated scattering intensity is included in the scattering spectrum, depending on the threshold size which is the size of the uneven portion corresponding to the threshold integrated scattering intensity It is determined whether a large uneven portion exists on the surface of the epitaxial growth film.

図4は、得られた散乱スペクトルの1つのピークについての判定の流れを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flow chart showing the flow of determination for one peak of the obtained scattering spectrum.

まず、制御部22が記憶部29に記憶された散乱スペクトルを読み出し、判定を行うピークの散乱強度が検出限界強度より大きいか否かを判断する(ステップS1)。   First, the control unit 22 reads the scattering spectrum stored in the storage unit 29 and determines whether the scattering intensity of the peak to be determined is higher than the detection limit intensity (step S1).

散乱強度が検出限界強度より大きい場合、制御部22による制御により、ピークの散乱強度の積算値である積算散乱強度を演算部30が算出する(ステップS2)。   When the scattering intensity is larger than the detection limit intensity, the calculating unit 30 calculates the integrated scattering intensity, which is the integrated value of the peak scattering intensities, under the control of the control unit 22 (step S2).

次に、記憶部29に記憶された、積算散乱強度と凹凸部の平面方向の面積が対応づけられたテーブル(テーブルAとする)を制御部22が読み出し(ステップS3)、算出された積算散乱強度から凹凸部の平面方向の面積を導出する(ステップS4)。導出された凹凸部の平面方向の面積は、記憶部29に記憶される。   Next, the control unit 22 reads a table (referred to as table A), which is stored in the storage unit 29 and in which the integrated scattering intensity and the area of the uneven portion in the planar direction are associated (step S3), and the calculated integrated scattering is calculated. The area of the uneven portion in the plane direction is derived from the strength (step S4). The derived area of the uneven portion in the plane direction is stored in the storage unit 29.

次に、算出された積算散乱強度が閾値積算散乱強度より大きいか否かを制御部22が判断する(ステップS5)。ここで、閾値積算散乱強度は、例えば、表面検査装置20の入出力部31から入力された凹凸部の閾値サイズ(半導体ウエハーの品質の合否の基準となる凹凸部の面積)からテーブルAを用いて導出された閾値面積に対応する積算散乱強度である。   Next, the control unit 22 determines whether the calculated integrated scattered intensity is larger than the threshold integrated scattered intensity (step S5). Here, the threshold integrated scattering intensity uses, for example, Table A from the threshold size of the uneven portion (the area of the uneven portion which is the reference for the quality of the semiconductor wafer) which is input from the input / output unit 31 of the surface inspection apparatus 20. It is the integrated scattering intensity corresponding to the threshold area derived as described above.

積算散乱強度が閾値積算散乱強度より大きい場合、閾値サイズよりも大きい凹凸部による散乱ピークであると判定される(ステップS6)。   When the integrated scattering intensity is larger than the threshold integrated scattering intensity, it is determined that the scattering peak is due to the uneven portion having a size larger than the threshold size (step S6).

ステップS1において、散乱強度が検出限界強度以下であった場合、記憶部29に記憶された、散乱強度と凹凸部の平面方向の直径が対応づけられたテーブル(テーブルBとする)を制御部22が読み出し(ステップS8)、算出された積算散乱強度から凹凸部の平面方向の直径を導出する(ステップS9)。導出された凹凸部の平面方向の直径は、記憶部29に記憶される。   When the scattering intensity is equal to or lower than the detection limit intensity in step S1, the control unit 22 stores a table (referred to as a table B), which is stored in the storage unit 29, in which the scattering intensity and the diameter of the uneven portion in the planar direction are associated with each other. Is read (step S8), and the diameter of the uneven portion in the plane direction is derived from the calculated integrated scattering intensity (step S9). The derived diameter of the uneven portion in the plane direction is stored in the storage unit 29.

ステップS1において、散乱強度が検出限界強度以下であった場合、及びステップS5において、積算散乱強度が閾値積算散乱強度以下であった場合には、閾値サイズ以下の凹凸部による散乱ピークであると判定される(ステップS7)。   In step S1, if the scattering intensity is less than or equal to the detection limit intensity, and in step S5, if the integrated scattering intensity is less than or equal to the threshold integrated scattering intensity, it is determined that the scattering peak is due to the uneven portion having a size equal to or less than the threshold size. (Step S7).

この図4で示されるフローによる判定を散乱スペクトルに含まれる全てのピークに対して行い、閾値サイズよりも大きい凹凸部による散乱ピークであると判定されたピークが1つでも存在していた場合、その半導体ウエハーは不合格と判定され、1つも存在しなかった場合に、合格と判定される。   When the determination by the flow shown in FIG. 4 is performed for all the peaks included in the scattering spectrum, and there is at least one peak determined to be the scattering peak due to the uneven portion larger than the threshold size, The semiconductor wafer is determined to be rejected, and if none of them is present, it is determined to be pass.

なお、半導体ウエハーの品質の合否さえ判定できればよいという場合は、閾値サイズよりも大きい凹凸部による散乱ピークが1つ発見された時点で半導体ウエハーの品質は不合格と判定できるため、判定フローをその時点で終了してもよい。また、凹凸部のサイズを知る必要がなければ、ステップS3、S4、S8、S9は省略してもよい。   If it is only necessary to determine the quality of the semiconductor wafer, it is possible to determine that the quality of the semiconductor wafer is unacceptable at the time when one scattering peak due to the uneven portion larger than the threshold size is found. It may end at some point. If it is not necessary to know the size of the uneven portion, steps S3, S4, S8 and S9 may be omitted.

図5は、積算散乱強度と閾値積算散乱強度との関係を表す概念図である。図5には、積算散乱強度がS、S、S(S<S<S)の散乱スペクトルのピークが示されている。ここで、例えば、閾値積算散乱強度がSとSの間の値に設定された場合、積算散乱強度がS、Sのピークが散乱スペクトルに含まれていたとしても、半導体ウエハーの品質の合否に影響を与えない。一方で、閾値積算散乱強度がSのピークが散乱スペクトルに含まれていた場合は、その半導体ウエハーの品質は不合格となる。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the integrated scattering intensity and the threshold integrated scattering intensity. FIG. 5 shows the peaks of the scattering spectra of the integrated scattering intensities S 1 , S 2 , and S 3 (S 1 <S 2 <S 3 ). Here, for example, when the threshold integrated scattering intensity is set to a value between S 2 and S 3 , even if the peaks of the integrated scattering intensities S 1 and S 2 are included in the scattering spectrum, Does not affect the quality pass / fail. On the other hand, when the peak of the threshold integrated scattering intensity S 3 is included in the scattering spectrum, the quality of the semiconductor wafer fails.

なお、本実施の形態では、積算散乱強度と閾値積算散乱強度の代わりに、散乱ピーク幅とその閾値である閾値散乱ピーク幅をパラメータとして用いてもよい。散乱ピーク幅とは、例えば、図5に示されるT、T、Tのような、飽和したピークの上面の幅である。この場合、閾値ピーク幅をディテクターの検出限界強度を有するピークのピーク幅以上の値に設定し、閾値ピーク幅よりも大きいピーク幅のピークが散乱スペクトルに含まれるか否かによって、閾値ピーク幅に対応する凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部がエピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する。また、この場合、上述のテーブルAの代わりに、散乱ピーク幅と凹凸部の平面方向の面積が対応づけられたテーブルが用いられる。 In the present embodiment, instead of the accumulated scattering intensity and the threshold accumulated scattering intensity, the scattering peak width and the threshold scattering peak width which is the threshold thereof may be used as parameters. The scattering peak width is the width of the upper surface of a saturated peak such as T 1 , T 2 and T 3 shown in FIG. 5, for example. In this case, the threshold peak width is set to a value equal to or larger than the peak width of the peak having the detection limit intensity of the detector, and the threshold peak width depends on whether or not a peak having a peak width larger than the threshold peak width is included in the scattering spectrum. It is determined whether or not an uneven portion larger than a threshold size which is the size of the corresponding uneven portion exists on the surface of the epitaxial growth film. Further, in this case, instead of the above-mentioned table A, a table in which the scattering peak width and the area of the uneven portion in the planar direction are associated with each other is used.

図6(a)〜(d)、図7(a)〜(d)は、凹凸部の位置と図4で示されるフローで導出された面積を半導体ウエハー上の二次元データとしてマッピングした例である。Dは、ディテクターの検出限界強度以下の強度の散乱を示し、D、D、Dは、ディテクターの検出限界強度より大きい強度の散乱を示す。図6(a)〜(d)、図7(a)〜(d)の縦軸及び横軸は、互いに直交するx方向、y方向の半導体ウエハーの表面の中心を原点とする座標[μm]を示す。 FIGS. 6A to 6D and FIGS. 7A to 7D are examples in which the position of the uneven portion and the area derived by the flow shown in FIG. 4 are mapped as two-dimensional data on the semiconductor wafer. is there. D 0 indicates scattering with an intensity equal to or lower than the detection limit intensity of the detector, and D 1 , D 2 , and D 3 indicate scattering with an intensity higher than the detection limit intensity of the detector. 6A to 6D and 7A to 7D, the vertical axis and the horizontal axis are coordinates [μm] with the origin of the center of the surface of the semiconductor wafer in the x and y directions orthogonal to each other. Indicates.

図6、図7に示される例では、Dは面積が615μmよりも大きく2500μm以下の凹凸部、Dは直径が2500μmよりも大きく5000μm以下の凹凸部、Dは直径が5000μmより大きい凹凸部に対応している。 6, in the example shown in FIG. 7, D 1 is greater 2500 [mu] m 2 or less uneven portion than the area is 615μm 2, D 2 is greater 5000 .mu.m 2 or less uneven portion than 2500 [mu] m 2 in diameter, D 3 is a diameter It corresponds to an uneven portion larger than 5000 μm 2 .

図6、図7をおよそ6600μm以上の面積の凹凸部を有する半導体ウエハーを不合格とする目視による表面検査の結果と比較したところ、Dのうちの特に大きなサイズのものに対応する凹凸部の位置が、目視による表面検査により検出された凹凸部の位置と一致し、本実施の形態に係る表面検査方法の凹凸部の検出精度が目視による表面検査と同等以上であることが確かめられた。 6 and 7 are compared with the results of a visual surface inspection in which a semiconductor wafer having an uneven portion having an area of about 6600 μm 2 or more is rejected, an uneven portion corresponding to a particularly large size of D 3 is obtained. It was confirmed that the position of the coincidence with the position of the concavo-convex portion detected by the visual surface inspection, and the detection accuracy of the concavo-convex portion of the surface inspection method according to the present embodiment is equal to or higher than that of the visual surface inspection. .

なお、図6、図7に示される例では、ディテクターの検出限界強度より大きい強度の散乱をD、D、Dの3つに区分しているが、区分数は3つに限定されない。 In the examples shown in FIGS. 6 and 7, scattering with an intensity higher than the detection limit intensity of the detector is divided into three, D 1 , D 2 , and D 3 , but the number of divisions is not limited to three. .

図8は、370枚の半導体ウエハーの各ウエハーにおける最も大きな凹凸部の面積の、本実施の形態に係る表面検査方法により求められた相対累積度数分布と、従来と同様の目視による検査により発見された凹凸部の有無を合わせて示すグラフである。   FIG. 8 shows the relative cumulative frequency distribution of the area of the largest uneven portion of each of the 370 semiconductor wafers obtained by the surface inspection method according to the present embodiment and the visual inspection similar to the conventional one. It is a graph which also shows the presence or absence of the uneven part.

図8に係る検査対象の半導体ウエハーは、化合物半導体基板上に化合物半導体からなるエピタキシャル成長膜が形成された半導体ウエハー(以下、化合物半導体系半導体ウエハーと呼ぶ)である。   The semiconductor wafer to be inspected according to FIG. 8 is a semiconductor wafer in which an epitaxial growth film made of a compound semiconductor is formed on a compound semiconductor substrate (hereinafter referred to as a compound semiconductor semiconductor wafer).

図8の右側の縦軸は、目視による検査により発見された各ウエハーにおける最も大きな凹凸部の面積ごとの有無を示している。左側の縦軸は、本実施の形態に係る表面検査方法により求められた各ウエハーにおける最も大きな凹凸部の直径の相対累積度数を示している。   The vertical axis on the right side of FIG. 8 indicates the presence or absence of the largest uneven portion of each wafer found by visual inspection for each area. The vertical axis on the left side indicates the relative cumulative frequency of the diameter of the largest uneven portion in each wafer, which is obtained by the surface inspection method according to the present embodiment.

図8中の点線αは、閾値積算散乱強度に対応する凹凸部の面積(閾値サイズ)を示している。また、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部の直径は、例えば、代表的なレーザー走査型の表面検査装置であるテンコール・インスツルメンツ社製のSurfscan 6220のディタクターのゲイン2では、およそ28μmであり、面積換算するとおよそ615μmである。 The dotted line α in FIG. 8 indicates the area (threshold size) of the uneven portion corresponding to the threshold integrated scattering intensity. Further, the diameter of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector is, for example, about 28 μm at the gain 2 of the detector of Surfscan 6220 manufactured by Tencor Instruments, which is a typical laser scanning type surface inspection device, The area conversion is about 615 μm 2 .

最も大きな凹凸部の面積が点線αの面積よりも大きい半導体ウエハー(点線αよりも右側の半導体ウエハー)は、不合格と判定される。このため、点線αの面積における相対累積度数が、不合格とされる半導体ウエハーの割合を示す。   A semiconductor wafer in which the area of the largest uneven portion is larger than the area of the dotted line α (the semiconductor wafer on the right side of the dotted line α) is determined to be unacceptable. Therefore, the relative cumulative frequency in the area of the dotted line α indicates the proportion of semiconductor wafers that are rejected.

目視による検査により問題とされる凹凸部のサイズは、図8に示されるように、例えば、直径6600μm以上であり、ディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部の面積よりも十分に大きい。このことは、化合物半導体系半導体ウエハーの表面検査において、ディテクターの検出限界強度に対応するサイズよりも大きなサイズの凹凸部を検出すれば、目視による表面検査と同等の判定基準、又はより厳しい判定基準で凹凸部のサイズによる半導体ウエハーの品質の合否を判定できることを示している。 As shown in FIG. 8, the size of the uneven portion, which is a problem by visual inspection, is 6600 μm 2 or more in diameter, which is sufficiently larger than the area of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector. This means that in the surface inspection of compound semiconductor-based semiconductor wafers, if an uneven portion of a size larger than the size corresponding to the detection limit strength of the detector is detected, the same criteria as the surface inspection by visual inspection, or a stricter criteria. It is shown that it is possible to determine whether the quality of the semiconductor wafer depends on the size of the uneven portion.

図8の例において、本実施の形態に係る表面検査方法の品質の合否の判定基準を目視による表面検査の判定基準よりも厳しくするためには、点線αを6600μmよりも左側に設定すればよいが、点線αが左側にシフトするほど半導体ウエハーの歩留まりが低下するため、半導体ウエハーの用途に応じて最適な値に設定することが求められる。図8の例では、点線αをおよそ3800μm以上6400μm以下に設定することにより、目視による表面検査の判定基準を満たし、かつ歩留まりを90%以上にすることができる。 In the example of FIG. 8, in order to make the determination criteria of quality of the surface inspection method according to the present embodiment stricter than the determination criteria of the visual surface inspection, the dotted line α is set to the left of 6600 μm 2. However, since the yield of semiconductor wafers decreases as the dotted line α shifts to the left, it is necessary to set the optimum value according to the application of the semiconductor wafer. In the example of FIG. 8, by setting the dotted line α to approximately 3800 μm 2 or more and 6400 μm 2 or less, the criteria for the visual surface inspection can be satisfied, and the yield can be 90% or more.

(半導体ウエハーの構成)
本実施の形態に係る半導体ウエハーの基板は、特定の材料からなるものに限定されないが、化合物半導体基板を用いる場合に、特に効果が大きい。これは、化合物半導体基板上にエピタキシャル成長膜を形成する場合に、その製造装置に起因して、基板上や、エピタキシャル成長膜上に異物が付着しやすいためである。
(Structure of semiconductor wafer)
The substrate of the semiconductor wafer according to the present embodiment is not limited to one made of a specific material, but the effect is particularly great when a compound semiconductor substrate is used. This is because, when an epitaxial growth film is formed on a compound semiconductor substrate, foreign matter is likely to adhere to the substrate or the epitaxial growth film due to the manufacturing apparatus.

すなわち、化合物半導体基板を用いる場合には、本実施の形態において検査対象としている凹凸部である、エピタキシャル成長膜の表面上に付着した異物、又は基板上に付着した異物若しくはエピタキシャル成長膜中に混入した異物に起因するエピタキシャル成長膜の異常成長部分が発生しやすい。以下、この点について具体的に説明する。   That is, in the case of using a compound semiconductor substrate, a foreign substance attached to the surface of the epitaxial growth film, which is an uneven portion to be inspected in the present embodiment, or a foreign substance attached to the substrate or a foreign substance mixed in the epitaxial growth film. The abnormal growth portion of the epitaxially grown film is likely to occur. Hereinafter, this point will be specifically described.

例えば、Si基板上のエピタキシャル結晶成長には、一般に、ホットウォール型のCVD(Chemical Vapour Deposition)装置が用いられる。ホットウォール型のCVD装置は、結晶成長時に炉内全体を加熱するため、リアクターから落ちる塵等の異物を焼き飛ばすことができる。このため、基板上やエピタキシャル成長膜上に異物が付着することはほとんどない。   For example, a hot wall type CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus is generally used for epitaxial crystal growth on a Si substrate. Since the hot wall type CVD apparatus heats the entire inside of the furnace during crystal growth, foreign matter such as dust falling from the reactor can be burnt out. Therefore, foreign matter hardly adheres to the substrate or the epitaxial growth film.

一方、化合物半導体基板上のエピタキシャル結晶成長には、一般に、結晶成長時に基板台のみを加熱するコールドウォール型のCVD装置が用いられる。これは、化合物半導体の成長には複数種の原料ガスが用いられ、それらを基板の表面近傍で熱分解させる必要があるためである。コールドウォール型のCVD装置は、結晶成長時に炉内全体を加熱するホットウォール型のCVD装置と異なり、リアクターから落ちる塵等の異物を完全に焼き飛ばすことができないため、基板上やエピタキシャル成長膜上に異物が付着しやすい。   On the other hand, for epitaxial crystal growth on a compound semiconductor substrate, a cold wall type CVD apparatus that heats only the substrate base during crystal growth is generally used. This is because a plurality of kinds of source gases are used for growing the compound semiconductor and it is necessary to thermally decompose them in the vicinity of the surface of the substrate. Unlike a hot wall type CVD device that heats the entire inside of the furnace during crystal growth, a cold wall type CVD device cannot completely burn off foreign matter such as dust that falls from the reactor, so that the cold wall type CVD device cannot be burned on the substrate or the epitaxial growth film. Foreign matter tends to adhere.

基板上やエピタキシャル成長膜上に異物が付着すると、その異物を核にしてエピタキシャル結晶の異常成長が起こり、エピタキシャル成長膜の表面にヒルロック等の異常成長部分が凹凸部として生じる(図3(b)、(c)参照)。また、成長後のエピタキシャル成長膜の表面に異物が付着した場合は、異物自体が凹凸部となり得る(図3(a)参照)。   When a foreign substance adheres to the substrate or the epitaxial growth film, abnormal growth of the epitaxial crystal occurs with the foreign substance as a nucleus, and an abnormal growth portion such as hillock occurs as a concavo-convex portion on the surface of the epitaxial growth film (Fig. 3 (b), ( See c)). Further, when foreign matter adheres to the surface of the epitaxially grown film after the growth, the foreign matter itself can become an uneven portion (see FIG. 3A).

本実施の形態において用いられる化合物半導体基板としては、例えば、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つの化合物半導体からなる化合物半導体基板が挙げられる。   Examples of the compound semiconductor substrate used in the present embodiment include a compound semiconductor substrate made of one compound semiconductor selected from the group consisting of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN.

本実施の形態に係るエピタキシャル成長膜は、特定の材料からなるものに限定されないが、例えば、化合物半導体基板上に化合物半導体膜として形成される。また、エピタキシャル成長膜は、異なる材料からなる複数種の膜の積層体からなるものであってもよい。すなわち、本実施の形態において形成されるエピタキシャル成長膜としては、例えば、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つ以上の化合物半導体からなる化合物半導体膜が挙げられる。エピタキシャル成長膜は、例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)により形成される。   The epitaxial growth film according to the present embodiment is not limited to a film made of a specific material, but is formed as a compound semiconductor film on a compound semiconductor substrate, for example. Further, the epitaxial growth film may be formed of a laminated body of a plurality of types of films made of different materials. That is, the epitaxial growth film formed in the present embodiment includes, for example, a compound semiconductor film made of one or more compound semiconductors selected from the group of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN. The epitaxial growth film is formed by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition), for example.

上述のように、表面検査装置のディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有する凹凸部については、散乱強度からサイズを求めることはできず、積算散乱強度からサイズを求める。化合物半導体からなるエピタキシャル成長膜においては、表面検査装置の主な検査対象である比較的小さい凹凸部の存在は問題にならず、エピタキシャル成長膜上のフォトレジストの形成の妨げ等になるような比較的大きな凹凸部の存在のみが問題となる。   As described above, for uneven portions having a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector of the surface inspection device, the size cannot be obtained from the scattered intensity, and the size can be obtained from the integrated scattered intensity. . In an epitaxially grown film made of a compound semiconductor, the presence of relatively small unevenness, which is the main inspection target of the surface inspection device, does not pose a problem, and a relatively large unevenness that hinders the formation of a photoresist on the epitaxially grown film. The only problem is the presence of irregularities.

すなわち、化合物半導体からなるエピタキシャル成長膜の表面検査は、表面検査装置のディテクターの検出限界強度に対応する凹凸部のサイズよりも大きなサイズを有する凹凸部についての検査のみで十分であり、また、検出されるそれらの凹凸部のサイズにそれほど高い精度は求められない。   That is, for the surface inspection of the epitaxially grown film made of a compound semiconductor, it is sufficient to inspect only the uneven portion having a size larger than the size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector of the surface inspection apparatus. It is not required that the size of those uneven portions is very high.

(実施の形態の効果)
本発明によれば、従来、目視により検出されていた大きなサイズの凹凸部の検出を、レーザー走査型の表面検査装置を用いて実施することにより、検査に掛かる人員の数や時間を大幅に低減することができる。
(Effects of the embodiment)
According to the present invention, the large-sized uneven portion, which has been conventionally detected visually, is detected by using the laser scanning type surface inspection device, thereby significantly reducing the number of personnel and the time required for the inspection. can do.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   Further, the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiments and examples are essential to the means for solving the problems of the invention.

1 半導体ウエハー
10 基板
11 エピタキシャル成長膜
12a、12b、12c 凹凸部
13 異物
20 表面検査装置
24 レーザー発振器
26 ディテクター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 10 Substrate 11 Epitaxial growth film 12a, 12b, 12c Concavo-convex part 13 Foreign material 20 Surface inspection device 24 Laser oscillator 26 Detector

Claims (8)

基板とエピタキシャル成長膜からなる半導体ウエハーの表面にレーザー光を走査しながら照射してその散乱光をディテクターで検出し、横軸が時間、縦軸が散乱強度の波形である散乱スペクトルから前記エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び大きさを判定する表面検査装置を用いた、半導体ウエハーの表面検査方法であって、
前記散乱スペクトルのピークの散乱強度の積算値の閾値である閾値積算散乱強度を、前記ディテクターの検出可能な散乱強度の上限値である検出限界強度を有するピークの散乱強度の積算値以上の値に設定し、前記エピタキシャル成長膜の表面にレーザー光を照射し、前記閾値積算散乱強度よりも大きい積算散乱強度のピークが前記散乱スペクトルに含まれるか否かによって、前記閾値積算散乱強度に対応する前記凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、
半導体ウエハーの表面検査方法。
The surface of a semiconductor wafer consisting of a substrate and an epitaxial growth film is irradiated with scanning laser light and the scattered light is detected by a detector, and the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents a waveform of scattering intensity . A surface inspection method for a semiconductor wafer, which uses a surface inspection device for determining the position and size of an uneven portion of a surface,
The threshold integrated scattering intensity, which is the threshold of the integrated value of the scattering intensity of the peak of the scattering spectrum, is set to a value equal to or greater than the integrated value of the scattering intensity of the peak having the detection limit intensity, which is the upper limit of the detectable scattering intensity of the detector. Set, irradiating the surface of the epitaxial growth film with a laser beam, whether the peak of the integrated scattering intensity larger than the threshold integrated scattering intensity is included in the scattering spectrum, the unevenness corresponding to the threshold integrated scattering intensity It is determined whether or not a concavo-convex portion larger than a threshold size which is the size of the portion exists on the surface of the epitaxial growth film,
Surface inspection method for semiconductor wafers.
前記エピタキシャル成長膜の表面の前記散乱スペクトルに含まれるピークを、前記ディテクターの検出限界強度以下の強度のピークと、前記ディテクターの検出限界強度より大きい強度のピークとに区分し、
前記ディテクターの検出限界強度より大きい強度のピークに前記閾値積算散乱強度より大きい積算散乱強度のピークが含まれるか否かによって、前記閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、
請求項1に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The peak contained in the scattering spectrum of the surface of the epitaxially grown film is divided into a peak having an intensity equal to or lower than the detection limit intensity of the detector and a peak having an intensity higher than the detection limit intensity of the detector,
Whether an uneven portion larger than the threshold size exists on the surface of the epitaxial growth film depending on whether or not a peak having an intensity larger than the detection limit intensity of the detector includes a peak having an integrated scattering intensity larger than the threshold integrated scattering intensity. Determine whether
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
基板とエピタキシャル成長膜からなる半導体ウエハーの表面にレーザー光を走査しながら照射してその散乱光をディテクターで検出し、横軸が時間、縦軸が散乱強度の波形である散乱スペクトルから前記エピタキシャル成長膜の表面の凹凸部の位置及び大きさを判定する表面検査装置を用いた、半導体ウエハーの表面検査方法であって、
前記散乱スペクトルのピーク幅の閾値である閾値ピーク幅を、前記ディテクターの検出可能な散乱強度の上限値である検出限界強度を有するピークのピーク幅以上の値に設定し、前記エピタキシャル成長膜の表面にレーザー光を照射し、前記閾値ピーク幅よりも大きいピーク幅のピークが前記散乱スペクトルに含まれるか否かによって、前記閾値ピーク幅に対応する前記凹凸部のサイズである閾値サイズより大きい凹凸部が前記エピタキシャル成長膜の表面に存在するか否かを判定する、
半導体ウエハーの表面検査方法。
Irradiated while scanning the laser beam on the semiconductor wafer surface comprising a substrate and the epitaxial growth film to detect the scattered light detector, the horizontal axis represents time and the vertical axis from the scattering spectrum is a waveform of the scattering intensity of the epitaxial growth film A surface inspection method for a semiconductor wafer, which uses a surface inspection device for determining the position and size of an uneven portion of a surface,
The threshold peak width, which is the threshold of the peak width of the scattering spectrum, is set to a value not less than the peak width of the peak having the detection limit intensity, which is the upper limit of the detectable scattering intensity of the detector, and on the surface of the epitaxial growth film. Irradiation with a laser beam, depending on whether or not a peak having a peak width larger than the threshold peak width is included in the scattering spectrum, an uneven portion larger than a threshold size that is the size of the uneven portion corresponding to the threshold peak width is Determining whether or not it exists on the surface of the epitaxially grown film,
Surface inspection method for semiconductor wafers.
前記基板が、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つの化合物半導体からなる化合物半導体基板である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The substrate is a compound semiconductor substrate made of one compound semiconductor selected from the group of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN.
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
前記エピタキシャル成長膜が、GaN、GaAs、AlN、InP、InGaAs、及びInGaNの群から選択される1つ以上の化合物半導体からなる化合物半導体膜である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The epitaxial growth film is a compound semiconductor film made of one or more compound semiconductors selected from the group consisting of GaN, GaAs, AlN, InP, InGaAs, and InGaN.
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
前記閾値サイズより大きい凹凸部は、前記エピタキシャル成長膜の表面上に付着した異物、又は前記基板上に付着した異物若しくは前記エピタキシャル成長膜中に混入した異物に起因する前記エピタキシャル成長膜の異常成長部分である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The uneven portion larger than the threshold size is a foreign matter attached to the surface of the epitaxial growth film, or an abnormal growth portion of the epitaxial growth film due to the foreign matter attached to the substrate or the foreign matter mixed in the epitaxial growth film,
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
前記ディテクターの検出限界強度に対応する前記凹凸部のサイズが、平面形状の直径で28μmである、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The size of the uneven portion corresponding to the detection limit strength of the detector is 28 μm in a planar shape diameter,
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
前記閾値サイズが、平面形状の面積で3800μm以上6400μm以下である、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体ウエハーの表面検査方法。
The threshold size is 3800 μm 2 or more and 6400 μm 2 or less in a planar shape area,
The surface inspection method for a semiconductor wafer according to claim 1.
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