JPH06140488A - 結晶欠陥検出装置 - Google Patents
結晶欠陥検出装置Info
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- JPH06140488A JPH06140488A JP31284492A JP31284492A JPH06140488A JP H06140488 A JPH06140488 A JP H06140488A JP 31284492 A JP31284492 A JP 31284492A JP 31284492 A JP31284492 A JP 31284492A JP H06140488 A JPH06140488 A JP H06140488A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体基板の厚さ10μm 程度の表面層中の微小
結晶欠陥（ＢＭＤ）の評価方法には、基板を劈開、エッ
チングして光学顕微鏡でエッチピットを検出する方法
や、基板面に赤外レーザーを入射し、ＢＭＤからの90度
散乱光によりその密度等を検出する方法があるが、これ
らの方法は、破壊検査であったり、試料表面で散乱する
光が大きすぎてＢＭＤからの散乱光がマスクされ評価が
できなかったりする。前記表面層中のＢＭＤ分布等を非
破壊で精度良く評価できる装置が強く望まれている。 【構成】本発明の装置は、被検試料の載置台の側面に適
当な傾斜をつけ、欠陥検出用光線をこの傾斜面から入射
し、載置台内を通り、被検試料の載置面をよぎり、該試
料内部から上部内面に照射し、全反射させる。その際、
被検試料の表面層内を該表面に沿って走る反射光を利用
し、ＢＭＤからの90°散乱光を受光し、表面層中のＢＭ
Ｄの評価を非破壊で行う。
結晶欠陥（ＢＭＤ）の評価方法には、基板を劈開、エッ
チングして光学顕微鏡でエッチピットを検出する方法
や、基板面に赤外レーザーを入射し、ＢＭＤからの90度
散乱光によりその密度等を検出する方法があるが、これ
らの方法は、破壊検査であったり、試料表面で散乱する
光が大きすぎてＢＭＤからの散乱光がマスクされ評価が
できなかったりする。前記表面層中のＢＭＤ分布等を非
破壊で精度良く評価できる装置が強く望まれている。 【構成】本発明の装置は、被検試料の載置台の側面に適
当な傾斜をつけ、欠陥検出用光線をこの傾斜面から入射
し、載置台内を通り、被検試料の載置面をよぎり、該試
料内部から上部内面に照射し、全反射させる。その際、
被検試料の表面層内を該表面に沿って走る反射光を利用
し、ＢＭＤからの90°散乱光を受光し、表面層中のＢＭ
Ｄの評価を非破壊で行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体から成る被検試
料例えばウェーハ等の結晶欠陥検出装置に関するもの
で、特に試料の表面近傍（表面から深さ10μm 程度まで
の間）の結晶欠陥の評価に使用されるものである。
料例えばウェーハ等の結晶欠陥検出装置に関するもの
で、特に試料の表面近傍（表面から深さ10μm 程度まで
の間）の結晶欠陥の評価に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハ（Ｓi ウェーハと略
記）等半導体基板内部の微小結晶欠陥（以下ＢＭＤと略
記する）の検出については種々の方法がある。
記）等半導体基板内部の微小結晶欠陥（以下ＢＭＤと略
記する）の検出については種々の方法がある。
【０００３】例えば、Ｓi ウェーハに赤外レーザー光を
入射すると、ＢＭＤはＳi 結晶と屈折率が異なるため、
レーザー光はＢＭＤによって散乱されるが、散乱光のう
ち垂直外方に出射される90度散乱光を検出器によって検
出し、ＢＭＤの密度やＤＺ（Ｄenuded Ｚone 無欠陥領
域）幅等を算出する。
入射すると、ＢＭＤはＳi 結晶と屈折率が異なるため、
レーザー光はＢＭＤによって散乱されるが、散乱光のう
ち垂直外方に出射される90度散乱光を検出器によって検
出し、ＢＭＤの密度やＤＺ（Ｄenuded Ｚone 無欠陥領
域）幅等を算出する。
【０００４】或いはエッチング速度が欠陥のある所と基
板とで異なることを利用して、小さな欠陥を観察可能な
大きさにして欠陥検出を行うエッチング法では、例えば
Ｓiウェーハを劈開し、ライト（Ｗright ）液でエッチ
ングし、光学顕微鏡でＢＭＤのエッチピットの評価を行
う。
板とで異なることを利用して、小さな欠陥を観察可能な
大きさにして欠陥検出を行うエッチング法では、例えば
Ｓiウェーハを劈開し、ライト（Ｗright ）液でエッチ
ングし、光学顕微鏡でＢＭＤのエッチピットの評価を行
う。
【０００５】前記Ｓi ウェーハ内に赤外レーザーを入射
し、90度散乱光を検出する方法では、赤外レーザーを入
射する際、大気中とＳi とでは屈折率が異なるので、赤
外光が入射するＳi ウェーハ表面でレーザー光が大きく
散乱されてしまう。他方レーザー光が入射するウェーハ
表面から深さ約10μm 程度までの表面層にあるＢＭＤか
らの散乱光は比較的弱いので、前記ウェーハ表面に当っ
て散乱するレーザー光にマスクされ、ＢＭＤからの散乱
光が見えなくなってしまう。事実上、レーザー光の入射
するウェーハ表面層にあるＢＭＤの評価は、このような
赤外レーザーを用いたＢＭＤ評価法では不可能に近い。
し、90度散乱光を検出する方法では、赤外レーザーを入
射する際、大気中とＳi とでは屈折率が異なるので、赤
外光が入射するＳi ウェーハ表面でレーザー光が大きく
散乱されてしまう。他方レーザー光が入射するウェーハ
表面から深さ約10μm 程度までの表面層にあるＢＭＤか
らの散乱光は比較的弱いので、前記ウェーハ表面に当っ
て散乱するレーザー光にマスクされ、ＢＭＤからの散乱
光が見えなくなってしまう。事実上、レーザー光の入射
するウェーハ表面層にあるＢＭＤの評価は、このような
赤外レーザーを用いたＢＭＤ評価法では不可能に近い。
【０００６】また前記ライトエッチング法等を用いたＢ
ＭＤ評価法では、劈開した断面に存在するＢＭＤの評価
であるため、ウェーハ表面近傍の深さ方向のＢＭＤ密度
分布評価には不適当である。
ＭＤ評価法では、劈開した断面に存在するＢＭＤの評価
であるため、ウェーハ表面近傍の深さ方向のＢＭＤ密度
分布評価には不適当である。
【０００７】更に、いずれの場合の評価法も破壊評価で
あるため、一度評価に使用した試料に熱処理を加え、も
う一度同じ領域のＢＭＤの評価を行うことは難しい。
あるため、一度評価に使用した試料に熱処理を加え、も
う一度同じ領域のＢＭＤの評価を行うことは難しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これまで述べたよう
に、赤外光をＳi ウェーハ表面層に入射して、表面層に
存在するＢＭＤの評価をする従来の方法では、ウェーハ
表面から散乱する赤外光が強く、ウェーハ表面近傍（表
面から約10μm 程度の表面層）のＢＭＤからの散乱光は
マスクされ、ＢＭＤ密度を非破壊で評価することは、事
実上困難である。又エッチング法等のＢＭＤ評価法は、
破壊評価であって、工程中に受ける種々の熱処理によ
り、ＢＭＤ分布がどのように変化するか等の評価は難し
い。
に、赤外光をＳi ウェーハ表面層に入射して、表面層に
存在するＢＭＤの評価をする従来の方法では、ウェーハ
表面から散乱する赤外光が強く、ウェーハ表面近傍（表
面から約10μm 程度の表面層）のＢＭＤからの散乱光は
マスクされ、ＢＭＤ密度を非破壊で評価することは、事
実上困難である。又エッチング法等のＢＭＤ評価法は、
破壊評価であって、工程中に受ける種々の熱処理によ
り、ＢＭＤ分布がどのように変化するか等の評価は難し
い。
【０００９】本発明の目的は、半導体からなる試料表面
近傍（表面から深さ約10μm 程度までの表面層）に存在
するＢＭＤの評価を非破壊で行うことができる結晶欠陥
検出装置を提供することである。
近傍（表面から深さ約10μm 程度までの表面層）に存在
するＢＭＤの評価を非破壊で行うことができる結晶欠陥
検出装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の結晶欠陥検出装
置は、（a ）半導体から成る被検試料（例えばＳi ウェ
ーハ）を載置する第１の面と、第１の面と挟角ψを持つ
面であって欠陥検出用光線を入射する第２の面とを有
し、かつ該検出用光線に対する屈折率がｎ0 の媒質から
なる試料載置台と、（b ）第２の面に入射され、前記試
料載置台内を通り、第１の面から出て前記被検試料内を
進行し、前記載置面と反対側の被検試料の上部内面にあ
たって全反射する結晶欠陥検出用光線を形成する手段
と、（c ）被検試料の前記内面をよぎり外方に散乱する
前記検出用光線を検出する手段とを、具備することを特
徴とする結晶欠陥検出装置である。
置は、（a ）半導体から成る被検試料（例えばＳi ウェ
ーハ）を載置する第１の面と、第１の面と挟角ψを持つ
面であって欠陥検出用光線を入射する第２の面とを有
し、かつ該検出用光線に対する屈折率がｎ0 の媒質から
なる試料載置台と、（b ）第２の面に入射され、前記試
料載置台内を通り、第１の面から出て前記被検試料内を
進行し、前記載置面と反対側の被検試料の上部内面にあ
たって全反射する結晶欠陥検出用光線を形成する手段
と、（c ）被検試料の前記内面をよぎり外方に散乱する
前記検出用光線を検出する手段とを、具備することを特
徴とする結晶欠陥検出装置である。
【００１１】なお、検出用光線が第１の面に入射する入
射角θ0 が与えられているとき、第１の面と第２の面の
挟角ψは、次式で計算される角度ψ0 に等しいか、ψ0
よりも大きくすることが望ましい。 ψ0 ＝ sin-1（sin θ0 ／ｎ0 ）＋ sin-1（ 1／ｎ0 ）
…（１）
射角θ0 が与えられているとき、第１の面と第２の面の
挟角ψは、次式で計算される角度ψ0 に等しいか、ψ0
よりも大きくすることが望ましい。 ψ0 ＝ sin-1（sin θ0 ／ｎ0 ）＋ sin-1（ 1／ｎ0 ）
…（１）
【００１２】
【作用】半導体例えばＳi 単結晶に光を入射したとき、
Ｓi 結晶とＢＭＤとは、互いに屈折率等の光学的性質が
異なるため、光はＢＭＤによって散乱される。本発明に
おいては、載置台の側面を斜めに削り、その面（第２の
面）に欠陥検出用光線を入射し、載置台内を通り、被検
試料の上部内面にあて、全反射させる。このとき全反射
された検出用光線の一部は、被検試料の表面から該検出
用光線の波長程度（ 2〜 3μm ）の深さを表面に沿って
走る。主としてこの光が表面層のＢＭＤにあたって散乱
し、その一部は試料表面をよぎって外側に出射される。
外側に出射される散乱光を検出することにより、表面近
傍のＢＭＤ密度等の評価をすることができる。
Ｓi 結晶とＢＭＤとは、互いに屈折率等の光学的性質が
異なるため、光はＢＭＤによって散乱される。本発明に
おいては、載置台の側面を斜めに削り、その面（第２の
面）に欠陥検出用光線を入射し、載置台内を通り、被検
試料の上部内面にあて、全反射させる。このとき全反射
された検出用光線の一部は、被検試料の表面から該検出
用光線の波長程度（ 2〜 3μm ）の深さを表面に沿って
走る。主としてこの光が表面層のＢＭＤにあたって散乱
し、その一部は試料表面をよぎって外側に出射される。
外側に出射される散乱光を検出することにより、表面近
傍のＢＭＤ密度等の評価をすることができる。
【００１３】この際、検出用光線は、載置台を介して被
検試料背面より入射され、該試料表面の内側にあたって
全反射されるので、外側に出射される光は主としてＢＭ
Ｄからの散乱光であって、直接の検出用光線を含まな
い。これによりＢＭＤの検出精度を向上できる。
検試料背面より入射され、該試料表面の内側にあたって
全反射されるので、外側に出射される光は主としてＢＭ
Ｄからの散乱光であって、直接の検出用光線を含まな
い。これによりＢＭＤの検出精度を向上できる。
【００１４】また挟角ψをψ0 より大きくすることによ
り、試料表面をよぎって外側に出射される直接の検出用
光線を確実に遮断できる。
り、試料表面をよぎって外側に出射される直接の検出用
光線を確実に遮断できる。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照し以下
説明する。
説明する。
【００１６】図１は本発明の結晶欠陥検出装置の第１実
施例の構成の概要を示す模式図である。同図において符
号１は、被検試料の 6インチＮ型Ｓi ウェーハで、乾燥
酸素雰囲気中、 800℃ 3時間及び1000℃10時間の 2段熱
処理を行ったものである。符号２は試料載置台であっ
て、被検試料１を載置する第１の面２a と、第１の面２
a と挟角ψ（この実施例では45°）を持ち、欠陥検出用
光線３が入射される第２の面２b とを有し、該光線に対
する屈折率がｎ0 （ 3.4）の媒質（単結晶Ｓi ）から成
る。試料載置台２は、ＸＹステージ４上に配置される。
ＸＹステージ４は、図示しないパルスモータ（ 0.1μm
／パルス）により駆動され、第１面２a に平行なx-y 平
面内を、紙面に垂直なx 方向及びこれと直交するy 方向
に移動する。これにより被検試料１の表面層は、検出用
光線３により走査される。
施例の構成の概要を示す模式図である。同図において符
号１は、被検試料の 6インチＮ型Ｓi ウェーハで、乾燥
酸素雰囲気中、 800℃ 3時間及び1000℃10時間の 2段熱
処理を行ったものである。符号２は試料載置台であっ
て、被検試料１を載置する第１の面２a と、第１の面２
a と挟角ψ（この実施例では45°）を持ち、欠陥検出用
光線３が入射される第２の面２b とを有し、該光線に対
する屈折率がｎ0 （ 3.4）の媒質（単結晶Ｓi ）から成
る。試料載置台２は、ＸＹステージ４上に配置される。
ＸＹステージ４は、図示しないパルスモータ（ 0.1μm
／パルス）により駆動され、第１面２a に平行なx-y 平
面内を、紙面に垂直なx 方向及びこれと直交するy 方向
に移動する。これにより被検試料１の表面層は、検出用
光線３により走査される。
【００１７】符号５は、検出用光線３の光源で、ＹＡＧ
レーザー（波長 1.06 μm ）を使用する。本実施例では
検出用光線３は、試料載置台２の第２面２b に垂直に入
射し、試料載置台２内を通り、第１面２a に入射角45°
で入るが、被検試料１と試料載置台２とは同じＳi 単結
晶であるため屈折率の変化はなく、検出用光線３は被検
試料１内を直進し、該試料の上部内面に入射角45°であ
たる。被検試料（Ｓi）内における検出用光線３の全反
射する臨界角θc は約17度であるから、入射角45°の検
出用光線３は被検試料１の上部内面で全反射する。この
際、反射光線の一部は、被検試料１の表面近傍の厚さ 2
〜3 μm の表面層内を試料表面に沿って走る。この光は
表面層内のＢＭＤに当って散乱される。散乱光のうち、
入射角が臨界角以下の光は被検試料の前記上部内面をよ
ぎり外方に出射される。
レーザー（波長 1.06 μm ）を使用する。本実施例では
検出用光線３は、試料載置台２の第２面２b に垂直に入
射し、試料載置台２内を通り、第１面２a に入射角45°
で入るが、被検試料１と試料載置台２とは同じＳi 単結
晶であるため屈折率の変化はなく、検出用光線３は被検
試料１内を直進し、該試料の上部内面に入射角45°であ
たる。被検試料（Ｓi）内における検出用光線３の全反
射する臨界角θc は約17度であるから、入射角45°の検
出用光線３は被検試料１の上部内面で全反射する。この
際、反射光線の一部は、被検試料１の表面近傍の厚さ 2
〜3 μm の表面層内を試料表面に沿って走る。この光は
表面層内のＢＭＤに当って散乱される。散乱光のうち、
入射角が臨界角以下の光は被検試料の前記上部内面をよ
ぎり外方に出射される。
【００１８】符号６は、外方に散乱する検出用光線を検
出する手段で、ＣＣＤ撮像カメラ、画像メモリ、マイク
ロプロセッサ等から成る公知の画像処理装置からなり、
被検試料表面の明暗像をＣＣＤ撮像カメラにより電気信
号に変換し、ＢＭＤ分布を検出する。
出する手段で、ＣＣＤ撮像カメラ、画像メモリ、マイク
ロプロセッサ等から成る公知の画像処理装置からなり、
被検試料表面の明暗像をＣＣＤ撮像カメラにより電気信
号に変換し、ＢＭＤ分布を検出する。
【００１９】レーザー光源５及び散乱光検出手段６は、
初期調整を行った後は固定し、ＸＹステージ４をx 方向
及びy 方向に移動し、検出用光線３により被検試料１の
表面層を走査し、ＢＭＤの評価を行った。
初期調整を行った後は固定し、ＸＹステージ４をx 方向
及びy 方向に移動し、検出用光線３により被検試料１の
表面層を走査し、ＢＭＤの評価を行った。
【００２０】次に検出用光線３が被検試料１の上部内面
にあたって全反射するための条件等について図２を参照
して説明する。図２において、図１と同じ符号は同一部
分を表す。検出用光線３は紙面内をＡＢＣＤＥの光路を
経て進行するものとする。θ0 ，θ2 は入射角、θ1 ，
θ4 は屈折角、被検試料１及び試料載置台２の屈折率を
それぞれｎ1 及びｎ0 とし、θ4 ＝90°となる全反射の
臨界状態では次式が成立する。 ψ0 ＝ sin-1（sin θ0 ／ｎ0 ）＋ sin-1（ 1／ｎ0 ）
…（１） 検出用光線３の入射角θ0 を一定とすれば、検出用光線
３がＤ点で全反射をするためには、挟角ψは次式を満足
する必要がある。 ψ≧ψ0 …（２） 前記第１実施例においては、ψ＝45°及びψ0 ＝17.1°
（但しｎ0 ＝ 3.4）となり、全反射条件の（２）式を十
分満足する。なお試料載置台２の挟角ψおよび検出用光
線３の入射角θ0 は、（２）式を満足すると共にその他
の装置仕様を考慮して、適当値を選定する。また入射角
θ0 は、入射点Ｂにおける法線ＢＦから反時計方向を
正、時計方向を負とする。
にあたって全反射するための条件等について図２を参照
して説明する。図２において、図１と同じ符号は同一部
分を表す。検出用光線３は紙面内をＡＢＣＤＥの光路を
経て進行するものとする。θ0 ，θ2 は入射角、θ1 ，
θ4 は屈折角、被検試料１及び試料載置台２の屈折率を
それぞれｎ1 及びｎ0 とし、θ4 ＝90°となる全反射の
臨界状態では次式が成立する。 ψ0 ＝ sin-1（sin θ0 ／ｎ0 ）＋ sin-1（ 1／ｎ0 ）
…（１） 検出用光線３の入射角θ0 を一定とすれば、検出用光線
３がＤ点で全反射をするためには、挟角ψは次式を満足
する必要がある。 ψ≧ψ0 …（２） 前記第１実施例においては、ψ＝45°及びψ0 ＝17.1°
（但しｎ0 ＝ 3.4）となり、全反射条件の（２）式を十
分満足する。なお試料載置台２の挟角ψおよび検出用光
線３の入射角θ0 は、（２）式を満足すると共にその他
の装置仕様を考慮して、適当値を選定する。また入射角
θ0 は、入射点Ｂにおける法線ＢＦから反時計方向を
正、時計方向を負とする。
【００２１】図３は、本発明の結晶欠陥検出装置の第２
実施例を示す模式図である。同図において試料載置台３
２は第１実施例と同様Ｓi 単結晶を用いた。ただし検出
用光線３３が入射する第２面３２b は、被検試料１を載
置する第１面（水平面）３２a に対しψ＝28.6°の角度
がつけられており、検出用光線３３は第２面３２b に対
しブリュースター（Ｂrewster ）角である73.6°の角度
θ0 で入射する。このとき、検出用光線３３は、被検試
料１の上部内面に入射角θ3 ＝45°で入射する。これは
第１実施例の被検試料１の上部内面の入射角と等しく、
検出用光線３３は上記内面にあたって全反射し、第１実
施例と同様に被検試料１の表面層のＢＭＤの密度分布等
を検出することができる。
実施例を示す模式図である。同図において試料載置台３
２は第１実施例と同様Ｓi 単結晶を用いた。ただし検出
用光線３３が入射する第２面３２b は、被検試料１を載
置する第１面（水平面）３２a に対しψ＝28.6°の角度
がつけられており、検出用光線３３は第２面３２b に対
しブリュースター（Ｂrewster ）角である73.6°の角度
θ0 で入射する。このとき、検出用光線３３は、被検試
料１の上部内面に入射角θ3 ＝45°で入射する。これは
第１実施例の被検試料１の上部内面の入射角と等しく、
検出用光線３３は上記内面にあたって全反射し、第１実
施例と同様に被検試料１の表面層のＢＭＤの密度分布等
を検出することができる。
【００２２】このとき検出用光線３３はブリュースター
角で入射するので、第１実施例の場合に比べ効率良くＢ
ＭＤの評価ができる。なお検出用光線３３の光源、被検
試料１の材料及び熱処理は第１実施例の場合と同様のも
のを使用する。
角で入射するので、第１実施例の場合に比べ効率良くＢ
ＭＤの評価ができる。なお検出用光線３３の光源、被検
試料１の材料及び熱処理は第１実施例の場合と同様のも
のを使用する。
【００２３】図４は、本発明の結晶欠陥検出装置の第３
実施例を示す模式図である。被検試料１の材料及び熱処
理及び検出用光線４３の光源は、前記第１及び第２実施
例の場合と同じであるが、試料載置台４２をＧe （屈折
率 4.09 ）で作製し、第１面４２a と第２面４２b との
挟角ψの大きさを36°とする。検出用光線４３を第２面
４２b に垂直に入射させると、検出用光線４３は試料載
置台４２と被検試料１との界面で屈折し、被検試料１の
上部内面に対し入射角45°で入射する。この入射角は、
第１，第２実施例の場合と同様であり、被検試料１の表
面層におけるＢＭＤの評価を行うことができる。
実施例を示す模式図である。被検試料１の材料及び熱処
理及び検出用光線４３の光源は、前記第１及び第２実施
例の場合と同じであるが、試料載置台４２をＧe （屈折
率 4.09 ）で作製し、第１面４２a と第２面４２b との
挟角ψの大きさを36°とする。検出用光線４３を第２面
４２b に垂直に入射させると、検出用光線４３は試料載
置台４２と被検試料１との界面で屈折し、被検試料１の
上部内面に対し入射角45°で入射する。この入射角は、
第１，第２実施例の場合と同様であり、被検試料１の表
面層におけるＢＭＤの評価を行うことができる。
【００２４】なお、被検試料１と試料載置台２，３２，
４２との接触面の空隙の密閉には、屈折率がＳi ，Ｇe
に近い密閉材が望ましいが、各実施例ともパラフィン油
を用いた。
４２との接触面の空隙の密閉には、屈折率がＳi ，Ｇe
に近い密閉材が望ましいが、各実施例ともパラフィン油
を用いた。
【００２５】実施例１〜３に示す結晶欠陥検出装置を使
用し、被検試料としてはいずれの場合も 6インチＮ型Ｓ
i ウェーハで、 2段熱処理（（ 800℃， 3時間）＋（10
00℃，10時間）、ドライ酸素雰囲気中）したものを使用
し、それぞれの場合のＢＭＤ密度を測定した。その結果
の一例を表１に示す。
用し、被検試料としてはいずれの場合も 6インチＮ型Ｓ
i ウェーハで、 2段熱処理（（ 800℃， 3時間）＋（10
00℃，10時間）、ドライ酸素雰囲気中）したものを使用
し、それぞれの場合のＢＭＤ密度を測定した。その結果
の一例を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１において、試料１ないし試料３は各実
施例で別試料である。ＢＭＤ密度の単位は、毎平方cm当
りの欠陥数で表す。この結果から通常のエッチング法で
は評価不能である10個／cm2 以下の表面層のＢＭＤ密度
の評価が、本発明の装置によれば可能なことがわかる。
施例で別試料である。ＢＭＤ密度の単位は、毎平方cm当
りの欠陥数で表す。この結果から通常のエッチング法で
は評価不能である10個／cm2 以下の表面層のＢＭＤ密度
の評価が、本発明の装置によれば可能なことがわかる。
【００２８】またレーザートモグラフ法を用いた場合で
も、表面から10μm 程度までの厚さの表面層に存在する
ＢＭＤに対しては、大気とＳi ウェーハ表面の境界面に
おける入射レーザー光線の散乱光が強すぎて、前記深さ
の表面層に存在するＢＭＤの評価はできない。
も、表面から10μm 程度までの厚さの表面層に存在する
ＢＭＤに対しては、大気とＳi ウェーハ表面の境界面に
おける入射レーザー光線の散乱光が強すぎて、前記深さ
の表面層に存在するＢＭＤの評価はできない。
【００２９】更にエッチング法にしても従来のレーザー
トモグラフ法にしても、被検試料は、劈開或いはエッチ
ング液に浸して数μm エッチングするので、いずれの場
合も破壊評価になっており、次に熱処理を加えてＢＭＤ
分布の変化等の評価を行うことはできない。本発明の装
置を用いれば、ＢＭＤの検出に際し、劈開等試料を損傷
する必要が全く無いので、続けて各種の熱処理を行い、
それぞれの熱処理によりＢＭＤ分布がどのように変化す
るか等を非破壊で評価ができる。更に実デバイスを作っ
た後も、再研磨して基板面を露出させれば、本発明によ
りＢＭＤ評価が可能である。また被検試料が絶縁物の場
合でも、検出用光線を透過する試料であれば、本発明を
適用し、微小欠陥の評価をすることができる。
トモグラフ法にしても、被検試料は、劈開或いはエッチ
ング液に浸して数μm エッチングするので、いずれの場
合も破壊評価になっており、次に熱処理を加えてＢＭＤ
分布の変化等の評価を行うことはできない。本発明の装
置を用いれば、ＢＭＤの検出に際し、劈開等試料を損傷
する必要が全く無いので、続けて各種の熱処理を行い、
それぞれの熱処理によりＢＭＤ分布がどのように変化す
るか等を非破壊で評価ができる。更に実デバイスを作っ
た後も、再研磨して基板面を露出させれば、本発明によ
りＢＭＤ評価が可能である。また被検試料が絶縁物の場
合でも、検出用光線を透過する試料であれば、本発明を
適用し、微小欠陥の評価をすることができる。
【００３０】
【発明の効果】これまで述べたように、本発明の結晶欠
陥検出装置においては、被検試料を載置する試料載置台
の側面から欠陥検出用光線を入射し、この光線を被検試
料内部から該試料の上部内面に照射し、内面において全
反射させ、その反射光のうち主として被検試料の表面層
を走る反射光を利用して結晶欠陥の検出を行うので、被
検試料表面から屈折により直接外方に出射される検出用
光線は存在せず、ＢＭＤ検出精度を大幅に改善できる。
即ち本発明により、非破壊で半導体から成る被検試料の
表面近傍（表面から深さ約10μm 程度までの表面層）に
存在するＢＭＤの評価が可能な結晶欠陥検出装置を提供
することができた。
陥検出装置においては、被検試料を載置する試料載置台
の側面から欠陥検出用光線を入射し、この光線を被検試
料内部から該試料の上部内面に照射し、内面において全
反射させ、その反射光のうち主として被検試料の表面層
を走る反射光を利用して結晶欠陥の検出を行うので、被
検試料表面から屈折により直接外方に出射される検出用
光線は存在せず、ＢＭＤ検出精度を大幅に改善できる。
即ち本発明により、非破壊で半導体から成る被検試料の
表面近傍（表面から深さ約10μm 程度までの表面層）に
存在するＢＭＤの評価が可能な結晶欠陥検出装置を提供
することができた。
【図１】本発明の結晶欠陥検出装置の第１実施例の構成
概要を示す模式的断面図である。
概要を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の結晶欠陥検出装置における欠陥検出用
光線の光路と挟角ψとの関係を説明するための模式的断
面図である。
光線の光路と挟角ψとの関係を説明するための模式的断
面図である。
【図３】本発明の結晶欠陥検出装置の第２実施例を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
【図４】本発明の結晶欠陥検出装置の第３実施例を示す
模式的断面図である。
模式的断面図である。
１ 被検試料 ２，３２，４２ 試料載置台 ２a ，３２a ，４２a 第１の面 ２b ，３２b ，４２b 第２の面 ３，３３，４３ 結晶欠陥検出用光線 ４ ＸＹステージ ５ 検出用光線の光源 ６ 散乱光検出手段 ψ 第１面と第２面との挟角
Claims (1)
- 【請求項１】 （a ）半導体から成る被検試料を載置す
る第１の面と、第１の面と挟角ψを持つ面であって、欠
陥検出用光線を入射する第２の面とを有し、かつ該検出
用光線に対する屈折率がｎ0 の媒質からなる試料載置台
と、（b ）第２の面に入射され、前記試料載置台内を通
り、第１の面から出て前記被検試料内を進行し、前記載
置面と反対側の被検試料の上部内面にあたって全反射す
る結晶欠陥検出用光線を形成する手段と、（c ）被検試
料の前記内面をよぎり外方に散乱する前記検出用光線を
検出する手段とを、具備することを特徴とする結晶欠陥
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31284492A JPH06140488A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 結晶欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31284492A JPH06140488A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 結晶欠陥検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140488A true JPH06140488A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=18034112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31284492A Pending JPH06140488A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 結晶欠陥検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140488A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038104A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥の検出方法 |
| WO2020111430A1 (ko) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 조해연 | 광학 측정 장치, 광학 측정 장치를 포함하는 화학물질 공급 장치 및 광학 측정 장치를 포함하는 화학물질을 이용하는 공정 장치 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP31284492A patent/JPH06140488A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038104A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥の検出方法 |
| WO2020111430A1 (ko) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 조해연 | 광학 측정 장치, 광학 측정 장치를 포함하는 화학물질 공급 장치 및 광학 측정 장치를 포함하는 화학물질을 이용하는 공정 장치 |
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