JPH04299550A

JPH04299550A - 半導体基板評価方法及び装置

Info

Publication number: JPH04299550A
Application number: JP3063586A
Authority: JP
Inventors: Moriya Miyashita; 宮　下　守　也; Mokuji Kageyama; 影　山　もくじ; Hachiro Hiratsuka; 平　塚　八　郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1992-10-22
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: KR920018886A; JP2653566B2; US5271796A; KR960006194B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板評価方法及
びその方法の実施に用いる装置に関し、さらにその装置
の較正に用いて好適な標準基板及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路は半導体基板（ウェーハ
）上に形成される。このため、ウェーハ内部の結晶性は
もとより、ウェーハの表面近傍の品質が非常に重要であ
る。このため、ウェーハ表面と、表面に影響を及ぼす表
面近傍の結晶性の評価がそれぞれ行われている。その評
価の多くは、酸化や拡散などの熱処理をしたときや、ダ
メージを与えたときの、積層欠陥やスリップといった結
晶性の悪化の程度や、表面近傍の固溶酸素起因の析出物
の量で評価をしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の評価方法では、実際の半導体装置の製造プロセスに
おけると同様の熱処理を施さなければ、正確な評価はで
きない。

【０００４】また、ＤＲＡＭでは、高集積化に伴ない、
接合リーク特性などの電気特性がより重要となってきて
いる。しかし、上記特性には、上記評価では検出が難し
いほど微小な表面近傍の結晶欠陥が、影響を与える。こ
のため、上記従来の評価方法では差のみられないウェー
ハを用いた場合であっても、デバイスの歩留に明らかな
差異が認められるようになってきている。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、実際の半導体装置の製造プロセスにおける
と同様の熱処理を施すことなく、製品の歩留に影響を与
える結晶欠陥を検出することにより、半導体基板の評価
を可能とした方法及び装置を提供すること、さらにその
装置の較正に使用する標準基板及びその製造方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の評価方法
は、半導体基板をエッチングするエッチング工程と、前
記エッチング工程でエッチングした前記半導体基板の表
面に光線や電子線等のビームを照射し、前記基板の表面
における前記ビームの反射ビームを受ける検査工程と、
あるエッチング量における第１反射ビームと、他のエッ
チング量における第２反射ビームとの関係から、前記半
導体基板を評価する評価工程と、を備えるものとして構
成される。

【０００７】本発明の第２の評価方法は、前記第１の方
法において、前記ビームとしてレーザー光を用いるもの
として構成される。

【０００８】本発明の第３の評価方法は、前記第１の方
法において、前記ビームとして、電子線を用いるものと
して構成される。

【０００９】本発明の第４の評価方法は、前記第１〜３
のいずれかの方法において、前記エッチング工程では、
ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液を用いて前記半導体基板
をエッチングするものとして構成される。

【００１０】本発明の第５の評価方法は、前記第１〜４
のいずれかの方法において、前記評価工程では、前記第
１及び第２反射ビームの強度を比較して評価を行うもの
として構成される。

【００１１】本発明の第６の評価方法は、前記第１〜５
のいずれかの方法において、前記検査工程では、前記第
１及び第２反射ビームとして散乱ビームを受けるものと
して構成される。

【００１２】本発明の第７の評価方法は、前記第１〜６
のいずれかの方法において、前記検査工程では、前記ビ
ームを前記基板の複数の微小点に順次当て、それらの各
微小点毎の反射ビームを微小点座標との関係で受けるも
のとして構成される。

【００１３】本発明の第８の評価方法は、前記第１〜７
のいずれかの方法において、前記評価工程では、前記第
１及び第２反射ビームから、エッチング数の増加に伴っ
て、径の増加する欠陥に着目して評価するものとして構
成される。

【００１４】本発明の第９の評価方法は、前記第１〜８
のいずれかの方法において、前記検査工程は、０．５μ
ｍ以上の微粒子が１００００個／ｆｔ３　以下の環境下
で行うものとして構成される。

【００１５】本発明の第１の評価装置は、半導体基板を
必要量だけエッチング可能なエッチング機構と、エッチ
ング済の前記半導体基板の表面に光線や電子線等のビー
ムを照射するビーム射出手段と、前記ビームの前記基板
表面における反射ビームを受ける反射ビーム検出手段と
、前記反射ビーム検出手段からの出力によって前記基板
を評価する評価手段と、を備えるものとして構成される
。

【００１６】本発明の第２の評価装置は、前記第１の装
置において、前記ビーム射出手段は、前記ビームを前記
基板の複数の微小点に順次照射するものであるものとし
て構成される。

【００１７】本発明の第３の評価装置は、前記第２の装
置において、前記ビーム射出手段が前記ビームを照射し
ている前記基板上の座標を出力可能な照射位置出力手段
をさらに備えるものとして構成される。

【００１８】本発明の第１０の評価方法は、半導体基板
を前処理する前処理工程と、前記前処理済の前記半導体
基板表面の同一点に対し、複数の光ビームをそれぞれ異
なる入射角度で照射し、それらの各入射角度毎の散乱光
を検出する検査工程と、前記検査工程で得た異なる入射
角度毎の散乱光強度から前記半導体基板を評価する工程
と、を備えるものとして構成される。

【００１９】本発明の第１１の評価方法は、前記第１０
の方法において、前記前処理として、前記半導体基板を
ｐＨ８以上の雰囲気中に晒すものとして構成される。

【００２０】本発明の第４の評価装置は、半導体基板を
前処理する前処理手段と、前記前処理済の前記半導体基
板表面上の同一点に対してそれぞれ異なる角度で複数の
光ビームを照射可能な発光手段と、前記光ビームの前記
半導体基板表面からの散乱光を受ける受光手段と、前記
受光手段からの出力の前記入射角毎のものに基づいて前
記半導体基板を評価する評価手段と、を備えるものとし
て構成される。

【００２１】本発明の第５の評価装置は、前記第４の装
置にいて、前記前処理手段はエッチングチェンバを備え
、前記発光手段は、少なくとも、異なる前記入射角度の
光を射出する２つの発光ユニットを有し、前記受光手段
は、前記発光ユニット数に応じた数の受光ユニットを有
し、ある受光ユニットはそれに対応する特定の発光ユニ
ットからの光の散乱光を受けるものであり、さらに、前
記半導体基板をその面にほぼ垂直な軸のまわりに回転さ
せて、前記発光ユニットからの光が前記半導体基板の異
なる点を照射可能とする回転手段をさらに備えるものと
して構成される。

【００２２】本発明の第６の評価装置は、前記第５の装
置において、前記回転手段は、前記エッチングチェンバ
内に設けられているものとして構成される。

【００２３】本発明の較正用標準基板は、半導体基板を
ｐＨ７　以上のアルカリ系薬液で処理することにより、
その基板の表面に直径０．０１〜５μｍの凹部を０．１
〜１０００個／ｃｍ２　の密度で形成したものとして構
成される。

【００２４】本発明の較正用標準基板製造方法は、半導
体基板をｐＨ７以上のアルカリ系薬液で処理することに
より、その基板の表面に直径０．０１〜５μｍの凹部を
０．１〜１０００個／ｃｍ２　の密度に形成するものと
して構成される。

【００２５】

【作用】半導体基板をエッチングすると、表面上の欠陥
としての凹部の径は、エッチング量に依存して大きくな
る。このため、あるエッチング量と、他のエッチング量
においては、同一の欠陥であっても、その大きさは変化
する。これに対し、微粒子の径はエッチング量と無関係
である。よって、ビームを照射すると、２つの異なるエ
ッチング量における同一点での反射ビームが異なるもの
として得られたときには、それは欠陥であると認識され
る。ビームの基板表面への照射に当っては、同一点に対
し、異なる入射角度で行うことにより、より正確に評価
が可能である。即ち、異なる入射角度のビームで基板を
照射し、その表面上の散乱体数を計数することにより、
より正確な基板を評価できる。このような照射を行うに
当っては、装置を標準基板で較正しておく必要がある。この標準基板として、半導体基板をアルカリ溶液で処理
して、表面に所定の密度で所定の大きさの凹部を形成し
たものを用いるのがよい。つまり、半導体基板をアルカ
リ性の溶液で処理すると、表面上の欠陥はエッチング量
に依存して大きさ、数が決まる。よって、エッチング量
を適当なものとすることにより、基板上に所定の大きさ
で所定の数の欠陥を形成することができる。これは、較
正用の標準基板として好適である。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２７】図１は、本発明の実施例に係る評価装置の
平面的な概略図を示す。

【００２８】図中、１０１は測定ウェーハ用キャリア、
１０２は測定済ウェーハ用キャリアを示す。測定時には
、ウェーハをキャリア１０１にセットし、キャリア１０
２を空の状態にセットする。測定時には、キャリア１０
１から、ウェーハ搬送機１０４により、ウェーハを１枚
ぬき取り、そのウェーハをエッチングチェンバ１０６内
のウェーハチャックへ載置する。エッチングチェンバ１
０６は、薬液に対し不活性なＰＴＦＥでできており、円
板状のウェーハ載置台とカバーとを有する。つまり、カ
バーによってチェンバ１０６内が密閉可能に開閉される
。エッチングチェンバ１０６には、排液口、薬液供給口
、純水供給口、および高純度Ｎ２ガス供給口が設けられ
ている。そして、図２に示したフローに従って、ウェー
ハに対してのエッチング（Ｓ３）、水洗（Ｓ４）および
乾燥（Ｓ５）を行う。エッチング液としては、ＮＨ４Ｏ
Ｈ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５のものを用いる。

【００２９】エッチング後乾燥させたウェーハ１０７を
、搬送機１０４により欠陥検出装置１０５へ搬送する（
Ｓ６，Ｓ７）。欠陥検出装置１０５内の真空チャック１
０８にウェーハ１０７を固定し、エッチングにより顕在
化させたウェーハ表面の欠陥を検出する（Ｓ８）。この
装置１０５はＨｅ−Ｎｅレーザーを有する。このレーザ
ーからのレーザー光をウェーハの表面に照射する。レー
ザー光はウェーハ表面の欠陥で散乱する。その散乱光を
フォトマルチプライヤにより受光し、電気量へ変換する
。このときの光照射位置を検出することにより、ウェー
ハ面内の座標における光散乱量のマッピングが可能とな
る。このマッピングデータは、演算装置１０３内のメモ
リに記憶される。なお、エッチングから欠陥検出までの
工程（Ｓ１〜Ｓ８）はプログラムにより任意回数繰り返
すことができる（Ｒ１）。検出済のウェーハをウェーハ
キャリア１０２へ搬送する（Ｓ９）。この後、演算装置
１０３からデータを出力する（Ｓ１０）。この演算装置
１０３は、フォトマルチプライヤからの出力に基づいて
評価も行う。以上のステップＳ１〜Ｓ１０を、異なるウ
ェーハについて繰返す（Ｒ２）。上記検査は、０．５μ
ｍ以上の微粒子が１００００個／ｔｆ３　以下の環境下
で行うのが望ましい。

【００３０】このような構成の評価装置を用いることに
より、１枚のウェーハについて複数回のエッチングおよ
び欠陥検出をくりかえすことが自動的に行える。これは
、作業者の負担軽減となる。また、エッチングを繰り返
すと、ウェーハ表面に顕在する欠陥は大きくなるものの
、ウェーハ表面上に付着している微粒子は、その数にば
らつきは生じても大きさは変化しない。このため、検出
時に得たマッピングのデータから、ある特定の座標に存
在する光散乱物体が微粒子であるか欠陥であるかを見分
けることができる。これは、複数回のエッチングを行う
ことによって、より顕著となる。つまり、欠陥の数と大
きさからウェーハの評価ができる。

【００３１】図３は、その評価フローの１例を示す。同
図において、Ａｎ（Ｘ，Ｙ）、Ｃは、それぞれ、Ａｎ（
Ｘ，Ｙ）：ｎ回エッチング（Ｓ３）を繰り返した後の光
散乱強度。この強度は散乱を生じさせる粒子、溝等の径
に比例。Ｃ：ばらつきを表わす係数。を示す。つまり、エッチング数が増えているにも拘らず
、あるウェーハのある座標点において、散乱光強度が増
大したか（Ｓ２３のＹｅｓ）、しないか（Ｓ２３のＮＯ
）によって、光散乱物体が欠陥か、微粒子かが判定でき
る。

【００３２】なお、上記実施例において、上記エッチン
グ液として、例えば、コリンとＨ２Ｏ２を含む液を用い
ることもできる。また、エッチング時間を制御可能な場
合には、ウェーハのエッチングを繰り返すことなく、あ
る所定の時間だけ一回でエッチングするようにしてもよ
い。

【００３３】また、欠陥の検出に用いるレーザーとして
、Ｈｅ−Ｎｅレーザーに代えて、他のレーザーや電子線
など、所望の微小な凹凸を検出しうるソースを用いるこ
とが可能である。当然、検出子（プローバー）を光検出
子に限る必要もないのもいうまでもない。

【００３４】図４は、図１のエッチングチェンバ１０６
と光散乱式欠陥検出装置１０５とを一体化したものを示
す。被測定用ウェーハ２０１は、真空チャック２０５に
保持され、所望の回転数による回転が可能である。これ
らが納まっているエッチングチェンバ２０６内には、パ
ージ・乾燥用ガス口２０８、レーザー光入射窓２０４、
散乱光検出器２０３、およびエッチング液注入口２０９
が設けられている。排液・排気口は図示されていないが
薬液注入口２０９に並行して設けることができる。

【００３５】このチェンバ２０６内で、エッチングから
ウェーハ乾燥、欠陥検出まで一貫して行うことができる
。このため、図１に示した装置よりも、エッチングを繰
り返すたびにわずかながら増減する微粒子の増減幅（ば
らつき）が少なくなるという利点がある。これにより、
より精度の高い欠陥検出が可能となる。

【００３６】なお、ウェーハ２０１の出入れは、チェン
バ２０６上端の蓋２０７を開閉して、ウェーハ搬送機に
よって行われる。真空チャック２０５に固定されたウェ
ーハ２０１が、チャック２０５の下降に伴って、Ｏリン
グ２１０に密閉状態に当接する。次に、注入口２０９よ
りエッチング液を注入し、エッチングを行う。エッチン
グ後、図示しない純水口より純水を注入して水洗いする
。この後、排液し、チャック２０５を上昇させてウェー
ハ２０１をＯリングより離す。そして、ウェーハ２０１
を回転しつつ、ガス口２０８より乾燥空気またはＮ２、
Ａｎ等の高純度ガスをウェーハ２０１に吹き付けて、ウ
ェーハ２０１を乾燥させる。ウェーハ２０１乾燥後、レ
ーザー照射し、散乱されたレーザー光を検出して、欠陥
を認識する。この認識方法は前述の方法と同様である。レーザー光入射窓２０４や検出器２０３等は、エッチン
グ液に充分耐えられる材質を用いる必要があるのは当然
である。このような方式であれば、上述の如く、測定中
におけるウェーハ２０１上の微粒子の増減がより少なく
なり、精度の高い欠陥検出が可能である。

【００３７】以上詳述した様に、上述の方法では、ウェ
ーハのエッチングとそれに続く散乱体の検出を複数回行
うようにした。このため、エッチング量に依存して大き
くなる欠陥と、エッチング量に依存しない微粒子との分
離を行うことができる。かつ、欠陥の数も把握できる。このため、半導体デバイス等の製造歩留に影響するよう
なウェーハ表面近傍の結晶欠陥を、熱処理を行うことな
く、きわめて容易に評価できる。

【００３８】処理済のウェーハの表面をレーザー光で検
査するに当っては、レーザー光をウェーハ表面へ複数の
異なる入射角をもって入射させることも非常に有意義で
ある。

【００３９】図５は、レーザー光１０３，１０５を２つ
の異なる入射角θ１，θ２　をもって入射させるように
した装置の一例を示す。

【００４０】図中、２０１はウェーハ、２０２および２
０４は散乱光検出器、２０３，２０５はレーザー光を示
す。２０６は自転可能なウェーハチャックで、ウェーハ
面に平行な方向に移動可能である。散乱光検出器２０２
は、レーザー光２０３からの散乱光を、散乱光検出器１
０４はレーザー光１０５からの散乱光をそれぞれ検出す
る。計測方法を次に述べる。被測定用のウェーハ２０１
をウェーハチャック１０６に固定し、所定の回転数で回
転させる。次に、先ず、レーザー光２０３をウェーハ２
０１の端に照射し、照射した部分の直上へ散乱光検出器
２０４を移動させる。散乱光が検出された時、ウェーハ
チャック１０６のウェーハ面方向移動量から検出部のウ
ェーハの座標位置を記憶装置に記憶させる。つまり、図
５中のレーザー光２０３による散乱光強度のマップを表
１の如く作成する。

【００４１】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　表　　　　　　１　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ウェーハ上の点　　１　　２
　　３　　４　　５　　６　　７　　８　　９　　１０
　　…　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　散乱光強度　　　　　　０　　０　　１　　０
　　０　　０　　５　　１　　０　　２　　　　…　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　即ち、ある座標
位置で散乱光が検出された場合、その座標位置との関係
で、散乱光の強度に対応した値が記憶される。また、図
５中のレーザー光２０５による散乱光のマップも、上記
と同様に記憶する。この時に、ウェーハチャック２０６
のモータの信号から、レーザー光２０３による場合と同
一の座標関係で散乱光強度を検出することができる。

【００４２】ウェーハ２０１の全面をレーザー光２０３
，２０５で走査し終えた後に、２つのレーザー光２０３
，２０５における散乱光強度の比較を行う。即ち、図７
に示すように、凸部よりも凹部からの散乱光の方がレー
ザーの入射角依存性が高い。このため、入射角の異なる
２つのレーザー光による同一の凹部からの散乱光の比を
とると、同一の凸部からの散乱光の比に比べて大きな値
になる。このことから、例えば表２に示すように、散乱
体の径の大きさを、入射角θの大きな方の散乱光検出器
を用いて計測する。

【００４３】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　表　　　　２　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　径小　　　　　　　
　径大　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　凸　　　　凹　　　　凸　　
　　凹　　　　　　　　　　　　　　散乱光強度　　　
　　　　　弱　　　　弱　　　　強　　　　強　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　散乱光強度比＊　　　　　小
　　　　大　　　　小　　　　大　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　＊　　　強度比＝Ｉθ１　／Ｉθ２　（θ１　
＞θ２　）そして、散乱体の形状（凸か凹か）を判断す
るのに、散乱光強度Ｉの比としてＩθ１　／Ｉθ２　（
θ１　＞θ２　：図５参照）を用いる。これにより、散
乱体の形状と大きさを評価することが可能となる。これ
らの散乱体の分布は図６に示したマップから出力可能な
ことは明白である。

【００４４】以上詳述した装置を用いることで、半導体
ウェーハの結晶性の評価をすることが可能である。前述
のように、本装置で散乱光を検出する前に、ウェーハは
所定の条件で処理される。即ち、例えばＮＨ４ＯＨ：Ｈ
２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５の液を７０℃とし、これに
ウェーハを１０分間浸漬する。この後、純水で１０分間
流水洗浄する。このような処理を行うことにより、ウェ
ーハ表面に存在する微小な欠陥部が選択的にエッチング
され、０．１μｍ程度の微小な欠陥（エッチピット）が
発生する。上記液および純水は当然のことながら微粒子
を全く含まないものが望ましい。実際には、処理槽や乾
燥機および薬液、純水からもある程度の微粒子の付着が
生ずるのは防げない。このため、上記処理で顕在化させ
たエッチピットと微粒子との区別が必要となり、本装置
によりそれが達成されるのである。

【００４５】以上詳述した様に、この装置では、半導体
ウェーハ上に照射する光を同一箇所に対し、少なくとも
２種以上の入射角で入射させるようにしている。散乱光
の強度は散乱体の形状（凹および凸）で散乱光の強度比
が異なること。このため、一方の散乱光強度から散乱体
の大きさを判断できる。また、高入射角からの散乱光強
度と低入射角からの散乱光強度との比から、散乱体が凹
であるか凸であるかを判断することができる。つまり、
前処理として、ｐＨ８以上の雰囲気に半導体ウェーハを
晒し、微小欠陥をエッチピットの形で顕在化させたもの
の数と分布を、簡便に測定することができる。

【００４６】上述の装置（光散乱方式ウェーハ表面パー
ティクル計測装置）は、予め感度較正をしておく必要が
ある。その感度較正には従来ポリスチレンラテックス製
の標準粒子を塗布した鏡面ウェーハを、標準ウェーハと
して使用していた。しかしながら、ポリスチレンラテッ
クス製の標準粒子を塗布した標準ウェーハの使用には以
下のような問題があった。１）　　均一な塗布が困難。特に低密度領域の塗布は不
可能に近く、パーティクル密度を保証した標準ウェーハ
は皆無である。２）　　保管環境や取り扱いによる経時変化が発生し易
い。３）　　標準粒子塗布作業は手作業となるため、作成に
時間を要しばらつきも多い。４）　　塗布した標準粒子と、塗布後ウェーハ表面に付
着したパーティクルとは見分けがつかず、標準ウェーハ
としての信頼性に欠ける。

【００４７】このため、上記従来の標準ウェーハに代え
て、本発明者らが新たに提案する以下の標準ウェーハを
使用するのが望ましい。即ち、本発明者らが提案する標
準ウェーハは、ウェーハの表面に凹部を形成したもので
ある。そのウェーハは、アルカリ系の洗浄薬液中ではシ
リコンウェーハ表層部の欠陥が選択エッチングされる性
質と、欠陥密度は結晶基板作成方法により任意にコント
ロール可能なことを利用した技術手段により作成したも
のである。洗浄薬液中でのシリコンウェーハのエッチン
グ速度は０〜１００オングストローム／分の範囲で調整
できる。このため凹部（パーティクルサイズに相当）の
大きさのコントロールは容易である。

【００４８】エッチングにより発生する凹部の数（パー
ティクル密度に相当）も結晶基板作成方法により０〜１
０００個／ｃｍ２　の範囲で調整が可能である。

【００４９】以下に、上記新たに提案した標準ウェーハ
について詳述する。

【００５０】新たに提案する標準ウェーハのアルカリエ
ッチング前後の概略断面図を図８に示す。（ａ）はエッ
チング前断面図、（ｂ）はエッチング後断面図を示す。

【００５１】シリコンウェーハ１の内部には、シリコン
単結晶育成時やウェーハ加工後の熱処理時に生成された
、酸素、炭素、金属不純物を核とした析出物３が存在し
ている。また、析出物の密度は、単結晶育成条件、酸素
濃度、炭素濃度、金属不純量及び熱処理条件等により、
０〜１０９個／ｃｍ３　の範囲内に分布している。

【００５２】機械研磨後のウェーハ表面４にも、析出物
２は存在する。この状態では、析出物２のサイズが小さ
いため、レーザー光を当てても散乱光は生じない。この
ため、パーティクル測定装置の標準ウェーハには使えな
い。しかし、これら析出物２は、アルカリ系の薬品処理
でシリコンに対し１００以上の高選択比でエッチングさ
れる性質がある。このため、アルカリ性のメカノケミカ
ルポリッシング剤によるミラーポリッシングや、アンモ
ニア水／過酸化水素水／水（容積比一例　　１：１：４
）処理液により析出物２は選択エッチングされ、凹部５
を形成する。凹部５の大きさはアルカリ性薬液処理時間
で調整可能である。図１０に、薬液処理時間と凹部の大
きさ（直径）との対応データ例を示す。凹部の密度は、
前記したように、ウェーハ結晶の種類により異なる。凹
部密度は、ウェーハ結晶において、ＦＺ＜ＣＺ、Ｅｐｉ
＜ＣＺ、低酸素密度＜高酸素密度等の性質を有する（図
１１参照）。

【００５３】図９は、上述の方法で作成した標準ウェー
ハの、パーティクル測定装置（０．１μｍ対応）による
測定結果を示す。

【００５４】上述の本発明者らの提案した標準ウェーハ
には、次のような効果が得られる。１）　　標準ウェーハ表面の凹部からは、ウェーハ表面
に塗布した標準粒子と同様に、レーザー光照射による散
乱光を得ることができる。

【００５５】凹部の大きさはアルカリ系薬液によるウェ
ーハ処理時間により、密度は結晶製法やウェーハ熱処理
条件により任意に選択できる。このため、パーティクル
の大きさと同時に、従来不可能であったパーティクル密
度も保証できる。２）　　量産化が可能なので、標準ウェーハの大量供給
ができる。３）　　保管時や取り扱い時に付着した標準ウェーハ表
面の汚れやパーティクルは、通常の薬液洗浄により除去
できる。これにより、従来の標準粒子塗布法の標準ウェ
ーハに見られるようなパーティクル密度や大きさの経時
変化はなくなる。

【００５６】これにより、標準ウェーハとしての信頼性
も向上する。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板をエッチン
グし、エッチング量との関係で表面をビームで検査する
ようにしたので、表面上の欠陥はエッチング量に応じた
ものとして得られ、よって基板の評価が適正に行える。また、ビームの基板表面への照射を同一点に対して異な
る角度で行うようにしたので、より適正に欠陥の強度を
検出し、評価することができる。さらに、このようなビ
ーム照射装置は、表面に所定の大きさの凹部を所定数形
成した標準基板で較正する必要がある。而して、半導体
基板を処理することにより、較正用の、標準基板を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の装置の平面図。

【図２】図１の装置の動作フロー。

【図３】ウェーハ表面上の微粒子と欠陥とを区別するた
めのフロー。

【図４】本発明の第２実施例の装置の断面図。

【図５】本発明の第３実施例の概念図。

【図６】ウェーハ面上のマップを示す概念図。

【図７】散乱体形状による散乱光強度の光発射角依存性
を示す概念図。

【図８】標準ウェーハの製造工程を示す断面図。

【図９】標準ウェーハのパーティクル（凹部）分布例を
示す平面図。

【図１０】薬液処理時間と凹部の直径との関係を示す図
。

【図１１】ウェーハ結晶の種類と凹部密度との関係を示
す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板をエッチングするエッチング工
程と、前記エッチング工程でエッチングした前記半導体
基板の表面に光線や電子線等のビームを照射し、前記基
板の表面における前記ビームの反射ビームを受ける検査
工程と、あるエッチング量における第１反射ビームと、
他のエッチング量における第２反射ビームとの関係から
、前記半導体基板を評価する評価工程と、を備えること
を特徴とする半導体基板評価方法。
【請求項２】前記ビームとしてレーザー光を用いる、請
求項１記載の方法。
【請求項３】前記ビームとして、電子線を用いる、請求
項１記載の方法。
【請求項４】前記エッチング工程では、ｐＨ８以上のア
ルカリ性水溶液を用いて前記半導体基板をエッチングす
る、請求項１〜３の１に記載の方法。
【請求項５】前記評価工程では、前記第１及び第２反射
ビームの強度を比較して評価を行う、請求項１〜４の１
に記載の方法。
【請求項６】前記検査工程では、前記第１及び第２反射
ビームとして散乱ビームを受ける、請求項１〜５の１に
記載の方法。
【請求項７】前記検査工程では、前記ビームを前記基板
の複数の微小点に順次当て、それらの各微小点毎の反射
ビームを微小点座標との関係で受ける、請求項１〜６の
１に記載の方法。
【請求項８】前記評価工程では、前記第１及び第２反射
ビームから、エッチング数の増加に伴って、径の増加す
る欠陥に着目して評価する、請求項１〜７の１に記載の
方法。
【請求項９】前記検査工程は、０．５μｍ以上の微粒子
が１００００個／ｆｔ３　以下の環境下で行う、請求項
１〜８の１に記載の方法。
【請求項１０】半導体基板を必要量だけエッチング可能
なエッチング機構と、エッチング済の前記半導体基板の
表面に光線や電子線等のビームを照射するビーム射出手
段と、前記ビームの前記基板表面における反射ビームを
受ける反射ビーム検出手段と、前記反射ビーム検出手段
からの出力によって前記基板を評価する評価手段と、を
備えることを特徴とする半導体基板評価装置。
【請求項１１】前記ビーム射出手段は、前記ビームを前
記基板の複数の微小点に順次照射するものである、請求
項１０記載の装置。
【請求項１２】前記ビーム射出手段が前記ビームを照射
している前記基板上の座標を出力可能な照射位置出力手
段をさらに備える、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】半導体基板を前処理する前処理工程と、
前記前処理済の前記半導体基板表面の同一点に対し、複
数の光ビームをそれぞれ異なる入射角度で照射し、それ
らの各入射角度毎の散乱光を検出する検査工程と、前記
検査工程で得た異なる入射角度毎の散乱光強度から前記
半導体基板を評価する工程と、を備えることを特徴とす
る半導体基板の評価方法。
【請求項１４】前記前処理として、前記半導体基板をｐ
Ｈ８以上の雰囲気中に晒す、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】半導体基板を前処理する前処理手段と、
前記前処理済の前記半導体基板表面上の同一点に対して
それぞれ異なる角度で複数の光ビームを照射可能な発光
手段と、前記光ビームの前記半導体基板表面からの散乱
光を受ける受光手段と、前記受光手段からの出力の前記
入射角毎のものに基づいて前記半導体基板を評価する評
価手段と、を備えることを特徴とする半導体基板評価装
置。
【請求項１６】前記前処理手段はエッチングチェンバを
備え、前記発光手段は、少なくとも、異なる前記入射角
度の光を射出する２つの発光ユニットを有し、前記受光
手段は、前記発光ユニット数に応じた数の受光ユニット
を有し、ある受光ユニットはそれに対応する特定の発光
ユニットからの光の散乱光を受けるものであり、さらに
、前記半導体基板をその面にほぼ垂直な軸のまわりに回
転させて、前記発光ユニットからの光が前記半導体基板
の異なる点を照射可能とする回転手段をさらに備える、
請求項１５記載の装置。
【請求項１７】前記回転手段は、前記エッチングチェン
バ内に設けられている、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】半導体基板をｐＨ７　以上のアルカリ系
薬液で処理することにより、その基板の表面に直径０．
０１〜５μｍの凹部を０．１〜１０００個／ｃｍ２　の
密度で形成した、光散乱方式半導体基板パーティクル測
定装置検正用標準基板。
【請求項１９】半導体基板をｐＨ７以上のアルカリ系薬
液で処理することにより、その基板の表面に直径０．０
１〜５μｍの凹部を０．１〜１０００個／ｃｍ２　の密
度に形成する、光散乱方式半導体基板パーティクル測定
装置検正用標準基板製造方法。