WO2017163697A1 - 検出装置及び検出方法 - Google Patents

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    • G01N2201/06113—Coherent sources; lasers

Definitions

  • the present invention relates to a detection apparatus and a detection method.
  • crystal defects in a semiconductor single crystal substrate (hereinafter also referred to as a semiconductor substrate or simply a substrate) from which a semiconductor element is formed, particularly crystals formed near the surface of the single crystal substrate.
  • Countermeasures for defects are becoming very important.
  • the quality of the manufactured semiconductor device is greatly affected. Therefore, in order to improve the quality of such a semiconductor device, it is necessary to evaluate crystal defects in the vicinity of the surface of the semiconductor single crystal substrate which is the substrate of the semiconductor device and grasp the actual state.
  • an evaluation method of the semiconductor substrate for example, sketch the distribution shape of the crystal defects appearing on the surface of the semiconductor substrate under a condenser lamp, measure the length of the crystal defects, etc., integrate the measurement results, Conventionally, a visual inspection for evaluating the degree of occurrence has been performed.
  • an evaluation method using a measuring instrument an X-ray topography method in which an X-ray is irradiated on a substrate and an X-ray diffraction intensity due to a crystal defect formed on the substrate is detected.
  • the amount of slip dislocation formation on a semiconductor substrate is quantified by the above visual inspection, the slip dislocation observed visually is sketched, and the integrated length of slip dislocation is obtained from the sketch. . Therefore, it takes time and labor. Moreover, since the measurement is based on human vision, there are many variations in the inspection results, and it is necessary for a skilled person to perform the inspection.
  • the apparatus mechanically detects crystal defects, the variation in detection results is reduced to some extent.
  • the detected crystal defects include those derived from various crystal defects, and specific crystal defects such as slip dislocations cannot be selectively quantified.
  • Patent Document 1 discloses a method for evaluating the crystal defects of the semiconductor substrate by detecting the scattered light of the laser light irradiated on the surface of the semiconductor substrate with a photodiode.
  • the method of Patent Document 1 is a destructive inspection that requires time and effort for etching a semiconductor substrate in advance, and the crystal defect detection accuracy by a photodiode is insufficient.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose methods for evaluating slip dislocation by detecting reflected light of a laser beam irradiated on the surface of a semiconductor substrate with a photoelectric element.
  • JP 2001-345357 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-201305 JP-A-4-42945
  • An object of the present invention is to provide a detection apparatus and a detection method capable of detecting a defect formed on the surface of an object based on the inclination of the surface of the object.
  • the detection device of the present invention comprises: An irradiation unit for irradiating the surface of the object with laser light; A light detection unit for detecting a first position where the light reflected by the surface of the laser beam is incident; A first position and a calculation section for calculating the inclination of the surface based on the second position where the light is incident on the light detection section when the laser light is reflected by a flat surface; A detection unit for detecting defects formed on the surface based on the inclination calculated by the calculation unit; It is characterized by providing.
  • the reflection angle at which the laser beam is reflected on the surface of the object changes according to the inclination of the surface on which the laser beam is reflected, and the laser beam reflected on the surface enters the light detection unit. Therefore, the first position where the laser beam reflected on the surface is incident on the light detection unit, and the second position where the laser beam reflected on the flat surface is incident on the light detection unit when the surface on which the laser beam is reflected is flat. The deviation varies depending on the inclination angle of the surface of the object. Therefore, it is possible to calculate the inclination of the surface of the object based on the first position and the second position.
  • the detection device of the present invention can detect defects formed on the surface of the object based on the calculated inclination.
  • the calculation unit calculates the inclination in the first direction based on the difference between the first position and the second position in the first direction extending in the horizontal direction.
  • the calculation unit calculates the inclination in the second direction based on the difference between the first position and the second position in the second direction orthogonal to the first direction in the horizontal direction.
  • the shape of the surface of the object can be calculated by the inclination of the surface in the first and second directions.
  • the present invention has a support part that supports an object, includes a moving part that can move in the horizontal direction and can rotate about an axis extending in the vertical direction, and the moving part supports the object.
  • the surface is scanned with the laser beam, and the calculation unit calculates the inclination of each point on the surface based on each first position of the light reflected by each point on the surface.
  • the inclination of each point on the surface scanned with the laser beam can be calculated.
  • the target is a silicon single crystal on the surface
  • the irradiation unit irradiates the surface with laser light having a wavelength of 405 nm or less
  • the detection unit detects slip dislocations that are defects.
  • slip dislocation formed on the surface of the object can be detected.
  • the light detection unit is a quadrant photodiode.
  • the first position can be easily calculated. For example, slip dislocations formed on the surface of the silicon single crystal substrate can be detected without destroying the object.
  • the object is a silicon single crystal substrate, a silicon single crystal substrate (epitaxial wafer) having an epitaxial layer, a silicon single crystal ingot block, or an SOI wafer.
  • an SOI wafer in this specification refers to an oxide film formed on one of two silicon single crystal substrates, the silicon single crystal substrate is bonded with the formed oxide film interposed therebetween, and then an element is manufactured. It means a bonded SOI wafer in which an SOI (Silicon On Insulator) layer is formed by thinning a silicon single crystal substrate.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the detection method of the present invention comprises: Irradiating the surface of the object with laser light; Calculating a tilt of the surface based on a first angle that is a reflection angle of light reflected by the surface of the laser beam and a second angle that is a reflection angle of light when the laser beam is reflected by a flat surface; Detecting defects formed on the surface based on the inclination calculated by the calculating step; It is characterized by providing.
  • the present invention is configured as a detection method. Similar to the detection device described above, the reflection angle at which the laser beam is reflected on the surface of the object changes according to the inclination of the surface. Therefore, the shift between the first angle of the light reflected on the surface and the second angle of the light reflected when the surface is flat varies depending on the inclination angle of the surface of the object. Therefore, the inclination of the surface of the object can be calculated based on the first and second angles, and defects formed on the surface of the object can be detected based on the calculated inclination of the surface.
  • the calculating step calculates the inclination in the first direction based on the difference between the first angle and the second angle in the first direction extending in the horizontal direction.
  • the calculating step calculates the inclination in the second direction based on the difference between the first angle and the second angle in the second direction orthogonal to the first direction in the horizontal direction.
  • the shape of the surface of the object can be calculated by the inclination of the surface in the first and second directions.
  • the irradiating step includes a step of scanning the surface with laser light by moving the object
  • the calculating step includes measuring each of the light beams reflected by the laser light at each point on the surface. The slope of each point on the surface is calculated based on one angle.
  • the slope of each point on the surface scanned with the laser beam can be calculated.
  • the irradiating step irradiates the surface with a laser beam having a wavelength of 405 nm or less using an object whose surface is a silicon single crystal, and the step of detecting a defect is a defect slip. Detect dislocations.
  • slip dislocations formed on the surface of the silicon single crystal can be detected.
  • a silicon single crystal substrate, a silicon single crystal substrate (epitaxial wafer) having an epitaxial layer, a silicon single crystal ingot block, or an SOI wafer is used as an object.
  • FIG. 2B is a schematic plan view of FIG. 2A.
  • FIG. 2 is a schematic bottom view of the quadrant photodiode of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a principle diagram for explaining the principle of calculating the tilt of the surface of a silicon single crystal substrate using the detection device of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a substrate showing slip dislocation images detected in Examples and Comparative Examples 1 to 3 and positions of slip dislocations.
  • 6 is a table showing slip dislocation detection results detected in Examples and Comparative Examples 1 to 3 and slip dislocation images formed on the substrate.
  • FIG. 1 shows a detection apparatus 1 which is an example of the present invention.
  • the detection apparatus 1 detects slip dislocations formed on the surface of the substrate W by calculating the inclination of the surface of the silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as “substrate W”), for example.
  • the detection device 1 includes a stage 2 that supports and moves the substrate W, an irradiation device 3 that irradiates light on the surface of the substrate W supported by the stage 2, and a four-division photodiode on which light reflected by the substrate W enters. (Hereinafter referred to as “photodiode 4”) and an evaluation unit 5 that evaluates the substrate W based on the detection result of the photodiode 4.
  • the stage 2 is a so-called r ⁇ stage that is movable in the horizontal direction and rotatable about the axis O extending in the vertical direction.
  • the stage 2 includes an r stage 2a that can move linearly in the r direction shown in the figure, which is a horizontal direction, and a ⁇ stage 2b that is provided on the r stage 2a and that can rotate about an axis O.
  • the ⁇ stage 2b has a support portion (not shown) that supports the substrate W with the outer peripheral surface of the substrate W interposed therebetween without contacting the back surface of the substrate W.
  • the substrate W supported by the support portion can be rotated around the axis O by the ⁇ stage 2b, and can be moved in the r direction in the drawing by the r stage 2a.
  • the irradiation device 3 irradiates the substrate W supported by the stage 2.
  • the irradiation device 3 includes a semiconductor laser 3 a that irradiates laser light toward the surface of the substrate W, and a mirror portion 3 b that guides the laser light emitted from the semiconductor laser 3 a to the surface of the substrate W supported by the stage 2.
  • the semiconductor laser 3a emits blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm or less (for example, a wavelength region of 350 to 405 nm).
  • the center wavelength of the laser beam to be irradiated is 405 nm, for example.
  • FIG. 3 is a schematic view of the photodiode 4 shown in FIG. 1 viewed from the bottom side.
  • the photodiode 4 is divided into four light receiving portions 4a to 4d that receive light reflected from the surface of the substrate W, and four outputs that output signals according to the positions of the light incident on the light receiving portions 4a to 4d. Terminals 4e to 4h are provided.
  • Each of the light receiving portions 4a to 4d is an element that converts light incident on each of the light receiving portions 4a to 4d into an electric signal.
  • Each of the light receiving portions 4a to 4d has a square shape in the figure, and is located on the XY plane in the figure that extends in the horizontal direction. As a whole, the light receiving portions 4a to 4d are arranged so that a cross-shaped gap having a uniform width is formed at the center.
  • the output terminal 4e outputs signals output from the light receiving units 4a and 4b according to the incident position of the incident light.
  • the output terminal 4f outputs signals output from the light receiving units 4b and 4c according to the incident position of the incident light.
  • the output terminal 4g outputs signals output from the light receiving units 4c and 4d according to the incident position of the incident light.
  • the output terminal 4h outputs signals output from the light receiving parts 4a and 4d according to the incident position of the incident light.
  • the incident position of the light in the X-axis direction is specified by the difference in output between the output terminal 4e and the output terminal 4g, and the light in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis is determined by the difference in output between the output terminal 4h and the output terminal 4f. Is determined. Signals output from the output terminals 4e to 4h are transmitted to the evaluation unit 5 shown in FIG.
  • the evaluation unit 5 is an entity that evaluates defects formed on the surface of the substrate W based on the signal transmitted from the photodiode 4.
  • the evaluation unit 5 includes a CPU 5a, a RAM 5b, a ROM 5c, a bus 5d for connecting them, and an I / O port 5e to which the bus 5d is connected.
  • a signal sent from the photodiode 4 is sent from the I / O port 5e to the CPU 5a.
  • the CPU 5a executes various programs recorded in the ROM 5c to control various information processing. For example, the CPU 5a evaluates a defect of the substrate W based on a signal output from the photodiode 4.
  • the RAM 5b is a readable / writable memory, and is a volatile storage unit that functions as a work area when the CPU 5a performs information processing.
  • the ROM 5c is a read-only memory.
  • the ROM 5c stores basic programs, parameters, and data for operating the CPU 5a.
  • the ROM 5c includes a calculation program P1 for calculating the incident position of light incident on the photodiode 4, an evaluation program P2 for evaluating defects on the substrate W based on the incident position, data D1 used when executing the evaluation program P2, and the like. Stored.
  • the calculation program P1 calculates the incident position (hereinafter referred to as “first position”) of light incident on the light receiving parts 4a to 4d based on signals from the output terminals 4e to 4h in FIG.
  • the calculation program P1 calculates the incident position of the light in the X-axis direction based on the difference between the signals output from the output terminals 4e and 4g, and the incident light in the Y-axis direction based on the difference between the signals output from the output terminals 4f and 4h.
  • the first position is calculated by calculating the position.
  • the evaluation program P2 evaluates slip dislocations, which are defects formed on the surface of the substrate W, using the first position calculated by the arithmetic program P1 and the data D1 stored in the ROM 5c.
  • the data D1 is an incident position (hereinafter referred to as “second position”) where the reflected light is incident on the light receiving portions 4a to 4d when the laser light from the semiconductor laser 3a is reflected on the flat portion of the surface of the substrate W. It is the data shown.
  • the evaluation program P2 evaluates slip dislocations formed on the surface of the substrate W based on the first and second positions.
  • FIG. 4 shows a state in which the laser light (incident light L0) incident on the point P on the surface of the substrate W spreading in the X-axis direction is reflected and guided to the photodiode 4.
  • the reflected light from which the incident light L0 is reflected by the inclined surface S1 whose surface is inclined by the angle ⁇ with respect to the horizontal direction is L1
  • L2 The X axis in FIG. 4 corresponds to the X axis in FIG. 3, and an example in which the reflected light L1 in FIG.
  • FIG. 4 enters the light receiving unit 4a or 4b and the reflected light L2 enters the light receiving unit 4c or 4d is shown.
  • An incident position (first position P1) where the reflected light L1 reflected by the inclined surface S1 enters the light receiving part 4a or 4b and an incident position (first position) where the reflected light L2 reflected by the flat surface S2 enters the light receiving part 4c or 4d.
  • the distance in the X-axis direction from the two positions P2) is shown in FIG. 4 as ⁇ X.
  • a vertical distance L between the point P and the light receiving unit 4a or 4d is shown.
  • the reflection and incident angles are equal by the law of reflection, if the normal line N1 of the inclined surface S1 of the angle of the incident light L0 and theta 1, the angle of the normal line N1 and the reflected light L1 becomes theta 1. Likewise the normal N2 of the flat surface S2 when the angle of the incident light L0 and theta 2, the angle between the normal line N2 and the reflected light L2 becomes theta 2. The angle formed between the normal line N1 and the normal line N2 is equal to the inclination angle ⁇ of the inclined surface S1, and thus becomes ⁇ .
  • the angle formed by the reflected lights L1 and L2 is 2 ⁇ 2 ⁇ 2 ⁇ 1 and the angle ⁇ formed by the normal lines N1 and N2 is ⁇ 2 ⁇ 1 , the angle formed by the reflected lights L1 and L2 is 2 ⁇ . Therefore, the first position P1 where the reflected light L1 reflected by the inclined surface S1 enters the light receiving unit 4a or 4b and the second position P2 where the reflected light L2 reflected by the flat surface S2 enters the light receiving unit 4c or 4d.
  • the distance ⁇ X in the X-axis direction changes according to the angle ⁇ that is the inclination angle of the inclined surface S1.
  • the calculation program P1 calculates the first position P1 in FIG.
  • the second position P2 is stored as data D1 in the ROM 5c of FIG. Therefore, the evaluation program P2 calculates ⁇ X in FIG. 4 from the calculated first position P1 and the second position P2 of the data D1, and calculates the inclination (angle ⁇ ) of the inclined surface S1. In this way, the evaluation program P2 calculates the slope (differential value) of each point on the surface of the substrate W in the X-axis direction, and integrates the differential value of each point in the X-axis direction, thereby integrating the substrate W in the X-axis direction. The shape of the surface (function f (x)) is calculated.
  • the evaluation program P2 calculates the shape of the surface of the substrate W in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and calculates the overall shape of the surface of the substrate W.
  • the evaluation program P2 detects slip dislocations formed on the surface of the substrate W from the calculated surface shape.
  • data D2 indicating the surface shape of the substrate W on which slip dislocations are formed is stored in the ROM 5c of FIG. 1, and the surface shape indicated by the data D2 is compared with the calculated surface shape of the substrate W. What is necessary is just to detect the slip dislocation formed on the surface.
  • the evaluation program P2 detects slip dislocation for example, the slip dislocation location may be displayed on the captured image of the surface of the substrate W imaged by an imaging device (not shown).
  • the substrate W is arranged on the stage 2
  • the surface of the substrate W is irradiated with, for example, laser light having a wavelength of 405 nm by the semiconductor laser 3a.
  • the r stage 2a shown in FIG. 2B is moved in the r direction, the ⁇ stage 2b is rotated about the axis O, and the entire surface of the substrate W is scanned with laser light.
  • FIG. 2B shows that the r stage 2a shown in FIG. 2B is moved in the r direction
  • the ⁇ stage 2b is rotated about the axis O
  • the entire surface of the substrate W is scanned with laser light.
  • the reflection angle of the laser light applied to the surface of the substrate W changes according to the inclination angle (angle ⁇ ) of the surface of the substrate W, and the reflected light L1 reflected is reflected by the light receiving units 4a to 4a. 4d is incident.
  • the reflected light L1 enters the light receiving units 4a to 4d signals are transmitted from the output terminals 4e to 4h in FIG. 3 to the evaluation unit 5 in FIG. 1 according to the incident position of the reflected light L1.
  • the evaluation unit 5 calculates, for example, an incident position (first position P1) where the reflected light L1 of FIG. 4 enters the light receiving units 4a to 4d from the signals transmitted from the output terminals 4e to 4h.
  • the evaluation unit 5 calculates a distance ⁇ X between the first position P1 and the second position P2 in the X-axis direction shown in FIG. 4 from the first position P1 and the second position P2 (data D1 in FIG. 1). Then, the evaluation unit 5 calculates a differential value that is the inclination of the surface of the substrate W reflected by the incident light L0 (the inclination angle ⁇ of the substrate W in the X-axis direction) based on ⁇ X. The evaluation unit 5 is successively transmitted with a signal indicating the first position P1 where the light reflected by each point on the surface of the substrate W is incident on the light receiving units 4a to 4d, and the evaluation unit 5 is transmitted.
  • the inclination (differential value) at each point on the surface of the substrate W is acquired from the signal. Then, the obtained differential value function is integrated to calculate the surface shape of the substrate W in the X-axis direction (function f (x)), and similarly the surface shape of the substrate W in the Y-axis direction is calculated. Thereafter, slip dislocations formed on the surface of the substrate W are detected from the calculated surface shape.
  • the inclination of the substrate W can be calculated based on the second position P2 incident on 4d.
  • the shape of the surface of the substrate W can be calculated by integrating the function of the inclination (differential value) at each position on the surface of the substrate W, and slip dislocations formed on the surface of the substrate W are calculated from the calculated surface shape. It can be detected.
  • the shape of the surface of the substrate W in the X-axis direction can be calculated based on ⁇ X that is the distance between the first position P1 and the second position P2 in the X-axis direction.
  • the shape of the surface of the substrate W in the Y-axis direction is calculated, the shape of the entire surface of the substrate W can be calculated, and slip dislocations formed on the surface of the substrate W can be detected from the shape of the entire surface.
  • the first position P1 in the X-axis direction in FIG. 4 can be easily calculated based on the difference between signals output from the output terminals 4e and 4g in FIG. 3, and similarly, the output terminal 4f.
  • the first position P1 in the Y-axis direction can be easily calculated from the difference between the signals output from 4h.
  • Example 2 A silicon single crystal substrate W having a diameter of 300 mm and a detection device 1 were prepared, and the substrate W was placed on the stage 2 of the detection device 1. Next, the semiconductor laser 3a irradiates the surface of the substrate W with laser light and moves the stage 2 to scan the entire surface of the substrate W with laser light to evaluate slip dislocations on the surface of the substrate W (for slip dislocations). Was determined).
  • FIG. 5 shows a schematic plan view of the substrate W showing the slip images detected in Examples and Comparative Examples 1 to 3 and the positions of the detected slip dislocations.
  • the numbers in the substrate W indicate respective regions obtained by dividing the substrate W into 16 equal parts with the center of the substrate W as a base point.
  • a region R1 surrounded by a solid circle shown in regions 3, 7, 8, and 11 indicates a region where slip dislocations are detected in both the example and the comparative examples 1 to 3.
  • a region R2 surrounded by a broken-line circle indicated by regions 6, 10, 13, and 15 is a region where slip dislocation is detected only in the example. Note that there was no region where slip dislocations were detected only in the comparative example.
  • one side to which the sign PE is applied in a rectangular image indicates the outer peripheral portion of the substrate W, and slip dislocation is indicated inside an ellipse applied to the image.
  • FIG. 6 shows the detection results of detecting slip dislocations in the examples and comparative examples 1 to 3.
  • Comparative Example 1 slip dislocations formed in regions 3, 7 (and 8) and 11 in FIG. 5 were detected.
  • Comparative Examples 2 and 3 only slip dislocations formed in the region 7 (and 8) of FIG. 5 were detected. Therefore, in Comparative Examples 1 to 3, a difference was detected in the detection of slip dislocation by the inspector, and only slip dislocations formed in the regions 3, 7 (and 8) and 11 in FIG. 5 were detected as a whole.
  • slip dislocations formed in the regions 6, 10, 13, and 15 were detected in addition to the regions detected in Comparative Examples 1 to 3. Therefore, in the examples, slip dislocations that could not be detected visually could be detected reliably.
  • the detection apparatus 1 evaluates the slip dislocation formed on the surface of the substrate W.
  • a silicon single crystal substrate epitaxial wafer
  • a silicon single crystal ingot Slip dislocations formed on blocks or SOI wafers can also be evaluated.
  • 1 and 4 show an example in which the light reflected by the surface of the substrate W is directly incident on the photodiode 4, but the reflected light is condensed by a condensing unit such as a lens and the like. You may lead to.

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Abstract

検出装置１は、照射装置３と、フォトダイオード４と、評価部５を備える。照射装置３は、基板Ｗの表面にレーザー光を照射する。フォトダイオード４は、レーザー光が基板Ｗの表面で反射した光が入射し、その光が入射した第１位置Ｐ１を検出する。評価部５は、算出部と検出部を有する。算出部は、第１位置Ｐ１と、レーザー光が平坦な基板Ｗの表面で反射する場合に光がフォトダイオード４に入射する第２位置Ｐ２に基づき基板Ｗの表面の傾斜を算出する。検出部は、算出部が算出した傾斜に基づき基板Ｗの表面に形成される欠陥を検出する。これにより、対象物の表面の傾斜に基づきその対象物の表面に形成される欠陥を検出することが可能な検出装置及び検出方法を提供する。

Description

検出装置及び検出方法
　本発明は、検出装置及び検出方法に関する。
　近年の半導体素子の高集積化にともない、半導体素子形成の元になる半導体単結晶基板（以下、半導体基板又は単に基板ともいう）の結晶欠陥、特にその単結晶基板の表面近傍に形成される結晶欠陥への対策が大変重要になってきている。結晶欠陥が形成された半導体単結晶基板を用いて半導体デバイスを製造すると、製造される半導体デバイスの品質に非常に大きな影響を及ぼす。よって、このような半導体デバイスの品質を向上させるためには、半導体デバイスの基板となる半導体単結晶基板の表面近傍における結晶欠陥を評価し、その実態を把握する必要がある。
　半導体基板の評価方法としては、例えば、集光灯下において半導体基板の表面上に現れる結晶欠陥の分布形状をスケッチし、結晶欠陥の長さ等を測定し、測定結果を積算して結晶欠陥の発生程度を評価する目視検査が、従来、行われてきた。また、測定機器を用いた評価方法としては、基板にＸ線を照射し、基板に形成された結晶欠陥によるＸ線の回折強度を検出するＸ線トポグラフ法などが行われている。
　例えば、上記の目視検査により、半導体基板のスリップ転位の形成量を定量化する場合には、目視で観察されたスリップ転位をスケッチし、更にそのスケッチからスリップ転位の積算長さを求めることになる。そのため、時間と手間が非常にかかる。また、人の視覚に基づいた測定であるため、検査結果にばらつきが多く、熟練した人が検査をする必要がある。
　また、上記のＸ線トポグラフ法により、結晶欠陥を評価する場合は、基板の表面及び内部・裏面に発生している欠陥まで観測してしまう。そのため、基板の表面に存在する結晶欠陥と基板の内部等に存在する結晶欠陥を区別して評価することが困難な側面がある。
　測定機器を用いたその他の方法としては、半導体基板の表面をレーザー光で走査し、パーティクル等からの光散乱強度を測定する装置を用いた方法がある。この方法では、装置が機械的に結晶欠陥を検出するので、検出結果のばらつきは、ある程度軽減される。しかし、検出される結晶欠陥には各種の結晶欠陥に由来するものが混在し、スリップ転位などの特定の結晶欠陥を選択的に定量化することができない。
　また、特許文献１には、半導体基板の表面に照射したレーザー光の散乱光をフォトダイオードで検出し、半導体基板の結晶欠陥を評価する方法が開示されている。しかし、特許文献１の方法では、半導体基板に予めエッチングをする手間が必要となる破壊検査であり、フォトダイオードによる結晶欠陥の検出精度も不十分である。
　一方、特許文献２及び３には、半導体基板の表面に照射したレーザー光の反射光を光電素子で検出してスリップ転位を評価する方法が開示されている。
特開２００１－３４５３５７号公報 特開平８－２０１３０５号公報 特開平４－４２９４５号公報
　特許文献２及び３の方法は、スリップ転位と結晶方位の関係に応じて変化するレーザー光を検出して半導体基板のスリップ転位を評価し、基板の表面の傾斜に基づき基板の表面に形成される結晶欠陥を検出するものではない。
　本発明の課題は、対象物の表面の傾斜に基づきその対象物の表面に形成される欠陥を検出することが可能な検出装置及び検出方法を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　本発明の検出装置は、
　対象物の表面にレーザー光を照射する照射部と、
　レーザー光が表面で反射した光が入射し、その入射した第１位置を検出する光検出部と、
　第１位置と、レーザー光が平坦な表面で反射する場合に光が光検出部に入射する第２位置に基づき表面の傾斜を算出する算出部と、
　算出部が算出した傾斜に基づき表面に形成される欠陥を検出する検出部と、
　を備えることを特徴とする。
　レーザー光が対象物の表面で反射する反射角は、レーザー光が反射する表面の傾斜に応じて変化し、その表面で反射したレーザー光は光検出部に入射する。よって、その表面で反射したレーザー光が光検出部に入射した第１位置と、レーザー光が反射する表面が平坦な場合に平坦な表面で反射したレーザー光が光検出部に入射する第２位置のずれは、対象物の表面の傾斜角に応じて変化する。そのため、第１位置と第２位置に基づき対象物の表面の傾斜を算出することが可能となる。本発明者らは、対象物の表面に欠陥が生じると、対象物の表面に、例えば、微細な段差が生じ、上記のように算出される対象物の表面の傾斜が変化することを見出した。よって、本発明の検出装置では、算出される傾斜に基づき対象物の表面に形成される欠陥を検出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、算出部は、水平方向に延びる第１方向における第１位置と第２位置の差に基づき第１方向における傾斜を算出する。
　これによれば、第１方向における対象物の表面の傾斜を算出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、算出部は、水平方向において第１方向に直交する第２方向における第１位置と第２位置の差に基づき第２方向における傾斜を算出する。
　これによれば、第２方向における対象物の表面の傾斜を算出することが可能となる。なお、第１及び第２方向の表面の傾斜により対象物の表面の形状を算出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、対象物を支持する支持部を有し、水平方向に移動可能、かつ、鉛直方向に延びる軸線回りに回転可能な移動部を備え、移動部が対象物を支持して移動することで、表面がレーザー光で走査され、算出部は、レーザー光が表面の各点で反射した光の各第１位置に基づき表面の各点の傾斜を算出する。
　これによれば、レーザー光で走査された表面の各点の傾斜を算出できる。
　本発明の実施態様では、対象物は、表面がシリコン単結晶であり、照射部は、表面に波長が４０５ｎｍ以下であるレーザー光を照射し、検出部は、欠陥であるスリップ転位を検出する。
　これによれば、対象物の表面に形成されるスリップ転位を検出することができる。
　本発明の実施態様では、光検出部は、４分割フォトダイオードである。
　これによれば、第１位置を容易に算出することが可能となる。そして、対象物を破壊することなく、例えば、シリコン単結晶基板の表面に形成されるスリップ転位を検出することができる。
　本発明の実施態様では、対象物は、シリコン単結晶基板、エピタキシャル層を有するシリコン単結晶基板（エピタキシャルウェーハ）、シリコン単結晶インゴットブロック、又はＳＯＩウェーハである。
　これによれば、シリコン単結晶に関連する各種の材料の表面に形成される欠陥を算出することができる。なお、本明細書におけるＳＯＩウェーハとは、２つのシリコン単結晶基板の一方に酸化膜を形成し、その形成した酸化膜を挟んでシリコン単結晶基板を接合し、その後に素子を作製する側のシリコン単結晶基板を薄膜化させた、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層が形成された貼り合わせＳＯＩウェーハを意味する。
　また、本発明の検出方法は、
　対象物の表面にレーザー光を照射する工程と、
　レーザー光が表面で反射した光の反射角である第１角度と、レーザー光が平坦な表面で反射する場合の光の反射角である第２角度に基づき表面の傾斜を算出する工程と、
　算出する工程により算出した傾斜に基づき表面に形成される欠陥を検出する工程と、
　を備えることを特徴とする。
　本発明は、検出方法として構成したものである。上述の検出装置と同様にレーザー光が対象物の表面で反射する反射角は、その表面の傾斜に応じて変化する。そのため、表面で反射した光の第１角度と、その表面が平坦な場合に反射する光の第２角度のずれは、対象物の表面の傾斜角に応じて変化する。よって、第１及び第２角度に基づき対象物の表面の傾斜が算出可能となり、算出した表面の傾斜に基づき対象物の表面に形成される欠陥を検出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、算出する工程は、水平方向に延びる第１方向における第１角度と第２角度の差に基づき第１方向における傾斜を算出する。
　これによれば、第１方向における対象物の表面の傾斜を算出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、算出する工程は、水平方向において第１方向に直交する第２方向における第１角度と第２角度の差に基づき第２方向における傾斜を算出する。
　これによれば、第２方向における対象物の表面の傾斜を算出することが可能となる。なお、第１及び第２方向の表面の傾斜により対象物の表面の形状を算出することが可能となる。
　本発明の実施態様では、照射する工程は、対象物を移動させることにより表面をレーザー光で走査する工程を有し、算出する工程は、レーザー光が表面の各点で反射した光の各第１角度に基づき表面の各点の傾斜を算出する。
　これによれば、レーザー光で走査した表面の各点の傾斜を算出できる。
　本発明の実施態様では、照射する工程は、表面がシリコン単結晶である対象物を使用して表面に波長が４０５ｎｍ以下であるレーザー光を照射し、欠陥を検出する工程は、欠陥であるスリップ転位を検出する。
　これによれば、シリコン単結晶の表面に形成されるスリップ転位を検出することができる。
　本発明の実施態様では、対象物として、シリコン単結晶基板、エピタキシャル層を有するシリコン単結晶基板（エピタキシャルウェーハ）、シリコン単結晶インゴットブロック又はＳＯＩウェーハを使用する。
　これによれば、シリコン単結晶に関連する各種の材料の表面に形成される欠陥を算出することができる。
本発明の一例の検出装置の模式図。 図１のシリコン単結晶基板を載置するステージを示す模式正面図。 図２Ａの模式平面図。 図１の４分割フォトダイオードの模式底面図。 図１の検出装置を用いてシリコン単結晶基板の表面の傾斜を算出する原理を説明する原理図。 実施例及び比較例１～３で検出されたスリップ転位の画像と、スリップ転位の位置を示す基板の模式平面図。 実施例及び比較例１～３で検出したスリップ転位の検出結果と、基板に形成されたスリップ転位の画像を示す表。
　図１は、本発明の一例である検出装置１を示す。検出装置１は、例えば、シリコン単結晶基板（以下、「基板Ｗ」とする）の表面の傾斜を算出して基板Ｗの表面に形成されるスリップ転位を検出する。
　検出装置１は、基板Ｗを支持して移動させるステージ２と、ステージ２に支持された基板Ｗの表面に光を照射する照射装置３と、基板Ｗで反射した光が入射する４分割フォトダイオード（以下、「フォトダイオード４」とする。）と、フォトダイオード４の検出結果に基づき基板Ｗを評価する評価部５を備える。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すようにステージ２は、水平方向に移動可能かつ鉛直方向に延びる軸線Ｏ回りに回転可能な、いわゆるｒθステージである。ステージ２は、水平方向である図示ｒ方向に直線的に移動可能なｒステージ２ａと、ｒステージ２ａ上に設けられ、軸線Ｏ回りに回転可能なθステージ２ｂを有する。θステージ２ｂは、基板Ｗの裏面に接触せずに基板Ｗの外周面を挟んで基板Ｗを支持する支持部（図示省略）を有する。支持部により支持された基板Ｗは、θステージ２ｂにより軸線Ｏ回りに回転可能であり、ｒステージ２ａにより図示ｒ方向に移動可能である。
　図１に戻って、ステージ２に支持される基板Ｗには、照射装置３により光が照射される。照射装置３は、基板Ｗの表面に向けてレーザー光を照射する半導体レーザー３ａと、半導体レーザー３ａから照射されるレーザー光をステージ２に支持された基板Ｗの表面に導くミラー部３ｂを有する。半導体レーザー３ａは、波長４０５ｎｍ以下（例えば、波長域が３５０～４０５ｎｍ）の青紫色のレーザー光を照射する。照射するレーザー光は、中心波長が、例えば、４０５ｎｍである。
　基板Ｗの表面に照射されるレーザー光は、基板Ｗの表面で反射した後、フォトダイオード４に導かれる。図３は、図１に示すフォトダイオード４を底面側から見た模式図を示す。フォトダイオード４は、基板Ｗの表面で反射した光が入射する４つに分割された受光部４ａ～４ｄと、受光部４ａ～４ｄに入射した光の位置に応じて信号を出力する４つの出力端子４ｅ～４ｈを有する。各受光部４ａ～４ｄは、各受光部４ａ～４ｄに入射した光を電気信号に変換する素子である。各受光部４ａ～４ｄは、図示正方形状であり、水平方向に広がる図示ＸＹ平面上に位置する。受光部４ａ～４ｄ全体としては、中央に幅が均等な十字状の隙間ができるように配置される。出力端子４ｅは、入射した光の入射位置に応じて受光部４ａ、４ｂから出力される信号を出力する。出力端子４ｆは、入射した光の入射位置に応じて受光部４ｂ、４ｃから出力される信号を出力する。出力端子４ｇは、入射した光の入射位置に応じて受光部４ｃ、４ｄから出力される信号を出力する。出力端子４ｈは、入射した光の入射位置に応じて受光部４ａ、４ｄから出力される信号を出力する。そのため、例えば、出力端子４ｅと出力端子４ｇの出力の差分によりＸ軸方向における光の入射位置が特定され、出力端子４ｈと出力端子４ｆの出力の差分によりＸ軸に直交するＹ軸方向における光の入射位置が特定される。出力端子４ｅ～４ｈから出力される信号は、図１に示す評価部５に送信される。
　評価部５は、フォトダイオード４から送信された信号に基づき基板Ｗの表面に形成される欠陥を評価する主体である。評価部５は、ＣＰＵ５ａ、ＲＡＭ５ｂ及びＲＯＭ５ｃ並びにそれらを接続するバス５ｄと、バス５ｄが接続するＩ／Ｏポート５ｅを備える。フォトダイオード４から送られてくる信号がＩ／Ｏポート５ｅからＣＰＵ５ａに送信される。ＣＰＵ５ａは、ＲＯＭ５ｃに記録したプログラムを実行して各種の情報処理の制御をする。ＣＰＵ５ａは、例えば、フォトダイオード４から出力される信号に基づき基板Ｗの欠陥を評価する。ＲＡＭ５ｂは読み書きが可能なメモリであり、ＣＰＵ５ａが情報処理を行う際の作業領域として機能する揮発性の記憶部である。ＲＯＭ５ｃは、読み取り専用のメモリである。ＲＯＭ５ｃにはＣＰＵ５ａが動作するための基本的なプログラム、パラメータ、データが記録される。ＲＯＭ５ｃには、フォトダイオード４に入射した光の入射位置を演算する演算プログラムＰ１、その入射位置に基づき基板Ｗの欠陥を評価する評価プログラムＰ２、及び評価プログラムＰ２の実行時に使用するデータＤ１等が格納される。
　演算プログラムＰ１は、図３の出力端子４ｅ～４ｈからの信号に基づき受光部４ａ～４ｄに入射した光の入射位置（以下、「第１位置」とする。）を演算する。演算プログラムＰ１は、出力端子４ｅ、４ｇから出力される信号の差分によりＸ軸方向の光の入射位置を演算し、出力端子４ｆ、４ｈから出力される信号の差分によりＹ軸方向の光の入射位置を演算することで、第１位置を算出する。
　図１に戻って、評価プログラムＰ２は、演算プログラムＰ１により算出された第１位置と、ＲＯＭ５ｃに格納されるデータＤ１を用いて基板Ｗの表面に形成される欠陥であるスリップ転位を評価する。データＤ１は、基板Ｗの表面の平坦部分で半導体レーザー３ａからのレーザー光が反射する場合に反射光が受光部４ａ～４ｄに入射する入射位置（以下、「第２位置」とする。）を示すデータである。評価プログラムＰ２は、第１及び第２位置に基づき基板Ｗの表面に形成されるスリップ転位を評価する。
　ここで、図４にはＸ軸方向に広がる基板Ｗの表面上の地点Ｐに入射するレーザー光（入射光Ｌ０）が反射してフォトダイオード４に導かれる様子が示される。基板Ｗの表面が水平方向に対して角度θだけ傾斜する傾斜面Ｓ１で入射光Ｌ０が反射する反射光がＬ１、基板Ｗの表面が平坦な平坦面Ｓ２で入射光Ｌ０が反射する反射光がＬ２である。図４のＸ軸は、図３のＸ軸に対応し、図４の反射光Ｌ１が受光部４ａ又は４ｂに、反射光Ｌ２が受光部４ｃ又は４ｄに入射する例が示される。傾斜面Ｓ１で反射した反射光Ｌ１が受光部４ａ又は４ｂに入射する入射位置（第１位置Ｐ１）と、平坦面Ｓ２で反射した反射光Ｌ２が受光部４ｃ又は４ｄに入射する入射位置（第２位置Ｐ２）とのＸ軸方向の距離がΔＸとして図４に示される。また、図４では、地点Ｐと受光部４ａ又は４ｄとの間の鉛直方向の距離Ｌが図示される。反射の法則により入射角と反射角が等しくなるため、傾斜面Ｓ１の法線Ｎ１と入射光Ｌ０のなす角をθ１とすると、法線Ｎ１と反射光Ｌ１のなす角はθ１となる。同様に平坦面Ｓ２の法線Ｎ２と入射光Ｌ０のなす角をθ２とすると、法線Ｎ２と反射光Ｌ２のなす角はθ２となる。そして、法線Ｎ１と法線Ｎ２のなす角は、傾斜面Ｓ１の傾斜角θと等しくなるため、θとなる。反射光Ｌ１、Ｌ２のなす角は２θ２－２θ１であり、法線Ｎ１、Ｎ２のなす角θはθ２－θ１であるため、反射光Ｌ１、Ｌ２のなす角は２θとなる。よって、傾斜面Ｓ１で反射する反射光Ｌ１が受光部４ａ又は４ｂに入射する第１位置Ｐ１と、平坦面Ｓ２で反射する反射光Ｌ２が受光部４ｃ又は４ｄに入射する第２位置Ｐ２とのＸ軸方向における距離ΔＸは傾斜面Ｓ１の傾斜角である角度θに応じて変化する。
　ここで、傾斜面Ｓ１が傾斜する角度θが極小と仮定すると、ΔＸ＝２θ×Ｌと近似することができ、角度θ＝（１／２Ｌ）×ΔＸ（以下、「式１」とする）として算出できる。よって、式１からＸ軸方向における基板Ｗの表面の各位置における傾きである微分値を算出でき、このような微分値の関数を積分することでＸ軸方向における基板Ｗの表面の形状（図４の関数ｆ（ｘ））を算出できる。
　図１に戻って、演算プログラムＰ１は、図４の第１位置Ｐ１を算出する。一方、第２位置Ｐ２は、図１のＲＯＭ５ｃにデータＤ１として格納される。よって、評価プログラムＰ２は、算出された第１位置Ｐ１と、データＤ１の第２位置Ｐ２から図４のΔＸを算出し、傾斜面Ｓ１の傾き（角度θ）を算出する。このようにして評価プログラムＰ２は、Ｘ軸方向における基板Ｗの表面の各点の傾き（微分値）を算出し、Ｘ軸方向における各点の微分値を積分することでＸ軸方向における基板Ｗの表面の形状（関数ｆ（ｘ））を算出する。同様に評価プログラムＰ２は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向における基板Ｗの表面の形状を算出し、基板Ｗの表面の全体形状を算出する。次に、評価プログラムＰ２は、算出した表面の形状から基板Ｗの表面に形成されたスリップ転位を検出する。例えば、図１のＲＯＭ５ｃにスリップ転位が形成された基板Ｗの表面形状を示すデータＤ２を格納しておき、データＤ２が示す表面形状と算出した基板Ｗの表面形状とを比較し、基板Ｗの表面に形成されるスリップ転位を検出すればよい。なお、評価プログラムＰ２が、スリップ転位を検出すると、例えば、撮像装置（図示省略）により撮像した基板Ｗの表面の撮像画像にスリップ転位箇所を表示するようにしてもよい。
　以上、検出装置１の主要な各部を説明した。次に、ステージ２に基板Ｗを配置して基板Ｗの表面に形成されたスリップ転位を評価する方法を説明する。基板Ｗがステージ２に配置されると、半導体レーザー３ａにより、例えば、波長が４０５ｎｍのレーザー光を基板Ｗの表面に照射する。そして、基板Ｗを支持した状態で、図２Ｂに示すｒステージ２ａをｒ方向に移動させ、θステージ２ｂを軸線Ｏ回りに回転させ、基板Ｗの表面全体をレーザー光で走査する。基板Ｗの表面に照射されるレーザー光は、図４に示すように基板Ｗの表面の傾斜角（角度θ）に応じて反射角が変化し、反射された反射光Ｌ１は、受光部４ａ～４ｄに入射する。反射光Ｌ１が受光部４ａ～４ｄに入射すると、反射光Ｌ１の入射位置に応じて図３の各出力端子４ｅ～４ｈから図１の評価部５に信号が送信される。評価部５は、出力端子４ｅ～４ｈから送信される信号から、例えば、図４の反射光Ｌ１が受光部４ａ～４ｄに入射する入射位置（第１位置Ｐ１）を算出する。評価部５は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２（図１のデータＤ１）から図４に示すＸ軸方向における第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との距離ΔＸを算出する。そして、評価部５は、ΔＸをもとに入射光Ｌ０が反射した基板Ｗの表面の傾き（Ｘ軸方向の基板Ｗの傾斜角度θ）である微分値を算出する。評価部５には、レーザー光が基板Ｗの表面の各点で反射した光が受光部４ａ～４ｄに入射する第１位置Ｐ１を示す信号が遂次送信され、評価部５は、送信される信号から基板Ｗの表面の各点における傾き（微分値）を取得する。そして、得られた微分値の関数を積分してＸ軸方向における基板Ｗの表面形状（関数ｆ（ｘ））を算出し、同様にＹ軸方向における基板Ｗの表面形状を算出する。その後、算出した表面形状から基板Ｗの表面に形成されたスリップ転位を検出する。
　以上のように検出装置１においては、基板Ｗの表面で反射したレーザー光が受光部４ａ～４ｄに入射する第１位置Ｐ１と、基板Ｗの平坦な表面で反射したレーザー光が受光部４ａ～４ｄに入射する第２位置Ｐ２に基づき基板Ｗの傾斜を算出できる。そして、基板Ｗの表面の各位置における傾き（微分値）の関数を積分することで基板Ｗの表面の形状を算出でき、算出された表面の形状から基板Ｗの表面に形成されるスリップ転位を検出できる。具体的には、Ｘ軸方向における第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２の距離であるΔＸに基づきＸ軸方向における基板Ｗの表面の形状を算出できる。同様にＹ軸方向における基板Ｗの表面の形状を算出すると、基板Ｗの表面全体の形状を算出でき、表面全体の形状から基板Ｗの表面に形成されたスリップ転位を検出できる。検出装置１では、フォトダイオード４を用いることで図３の出力端子４ｅ、４ｇから出力される信号の差分により図４のＸ軸方向の第１位置Ｐ１を容易に演算でき、同様に出力端子４ｆ、４ｈから出力される信号の差分によりＹ軸方向の第１位置Ｐ１を容易に演算できる。
　本発明の効果を確認するために以下に示す実験を行った。以下において、実施例と比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
（実施例）
　直径３００ｍｍのシリコン単結晶基板Ｗと検出装置１を用意し、基板Ｗを検出装置１のステージ２に配置した。次に、半導体レーザー３ａにより基板Ｗの表面にレーザー光を照射するとともに、ステージ２を移動させて基板Ｗの表面全体をレーザー光で走査し、基板Ｗの表面のスリップ転位を評価（スリップ転位の有無を判定）した。
（比較例）
　比較例では、実施例で使用した基板Ｗを用いて基板Ｗの表面上に現れるスリップ転位を目視で検査した。比較例では、３人の検査員（比較例１～３）の目視により基板Ｗの表面上に現れるスリップ転位の有無をそれぞれ判定した。
　図５には実施例及び比較例１～３で検出されたスリップの画像と、検出されたスリップ転位の位置を示す基板Ｗの模式平面図が示される。基板Ｗ中の数字は、基板Ｗの中心を基点に基板Ｗを１６等分に分割した各領域を示す。領域の３、７、８、１１に示される実線の丸で囲まれる領域Ｒ１は、実施例及び比較例１～３の両方においてスリップ転位が検出された領域を示す。また、領域の６、１０、１３、１５に示される破線の丸で囲まれる領域Ｒ２は、実施例のみでスリップ転位が検出された領域である。なお、比較例のみでスリップ転位が検出された領域は存在しなかった。図５において、矩形状の画像における符号ＰＥが施される一辺は基板Ｗの外周部を示し、その画像に施される楕円の内側にスリップ転位が示される。
　図６には、実施例及び比較例１～３でスリップ転位を検出した検出結果が示される。比較例１では、図５の領域３、７（及び８）、１１に形成されたスリップ転位を検出した。比較例２及び３では、図５の領域７（及び８）に形成されたスリップ転位のみを検出した。よって、比較例１～３では、検査員によりスリップ転位の検出に差異が認められ、全体として図５の領域３、７（及び８）、１１に形成されたスリップ転位のみが検出された。一方、実施例では、比較例１～３で検出された領域に加えて、領域６、１０、１３、１５に形成されたスリップ転位を検出した。したがって、実施例では、目視では検出できなかったスリップ転位を確実に検出することができた。
　以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその具体的な記載に限定されることなく、例示した構成等を技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせて実施することも可能であるし、またある要素、処理を周知の形態に置き換えて実施することもできる。
　上記の説明では、検出装置１が基板Ｗの表面に形成されるスリップ転位を評価する例を示したが、基板Ｗ以外にもエピタキシャル層を有するシリコン単結晶基板（エピタキシャルウェーハ）、シリコン単結晶インゴットブロック、又はＳＯＩウェーハに形成されるスリップ転位を評価することもできる。また、図１及び図４では、基板Ｗの表面で反射した光がフォトダイオード４に直接、入射する例を示したが、反射した光をレンズ等の集光部で集光してフォトダイオード４に導いてもよい。
　１　　検出装置　　　　　　　　　２　　ステージ（移動部）
　２ａ　ｒステージ　　　　　　　　２ｂ　θステージ
　３　　照射装置（照射部）　　　　３ａ　半導体レーザー
　３ｂ　ミラー部　　　　　　　　　４　　フォトダイオード（光検出部）
　５　　評価部（算出部、検出部）　Ｗ　　基板
　Ｓ１　傾斜面　　　　　　　　　　Ｓ２　平坦面
　Ｐ１　第１位置　　　　　　　　　Ｐ２　第２位置
　Ｏ　　軸線

Claims (13)

  1. 　対象物の表面にレーザー光を照射する照射部と、
    　前記レーザー光が前記表面で反射した光が入射し、その入射した第１位置を検出する光検出部と、
    　前記第１位置と、前記レーザー光が平坦な前記表面で反射する場合に光が前記光検出部に入射する第２位置に基づき前記表面の傾斜を算出する算出部と、
    　前記算出部が算出した前記傾斜に基づき前記表面に形成される欠陥を検出する検出部と、
    　を備えることを特徴とする検出装置。
  2. 　前記算出部は、水平方向に延びる第１方向における前記第１位置と前記第２位置の差に基づき前記第１方向における前記傾斜を算出する請求項１に記載の検出装置。
  3. 　前記算出部は、前記水平方向において前記第１方向に直交する第２方向における前記第１位置と前記第２位置の差に基づき前記第２方向における前記傾斜を算出する請求項２に記載の検出装置。
  4. 　前記対象物を支持する支持部を有し、水平方向に移動可能、かつ、鉛直方向に延びる軸線回りに回転可能な移動部を備え、
    　前記移動部が前記対象物を支持して移動することで、前記表面が前記レーザー光で走査され、
    　前記算出部は、前記レーザー光が前記表面の各点で反射した光の各前記第１位置に基づき前記表面の各点の傾斜を算出する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の検出装置。
  5. 　前記対象物は、前記表面がシリコン単結晶であり、
    　前記照射部は、前記表面に波長が４０５ｎｍ以下である前記レーザー光を照射し、
    　前記検出部は、前記欠陥であるスリップ転位を検出する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の検出装置。
  6. 　前記光検出部は、４分割フォトダイオードである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の検出装置。
  7. 　前記対象物は、シリコン単結晶基板、エピタキシャル層を有するシリコン単結晶基板、シリコン単結晶インゴットブロック、又はＳＯＩウェーハである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の検出装置。
  8. 　対象物の表面にレーザー光を照射する工程と、
    　前記レーザー光が前記表面で反射した光の反射角である第１角度と、前記レーザー光が平坦な前記表面で反射する場合の光の反射角である第２角度に基づき前記表面の傾斜を算出する工程と、
    　前記算出する工程により算出した前記傾斜に基づき前記表面に形成される欠陥を検出する工程と、
    　を備えることを特徴とする検出方法。
  9. 　前記算出する工程は、水平方向に延びる第１方向における前記第１角度と前記第２角度の差に基づき前記第１方向における前記傾斜を算出する請求項８に記載の検出方法。
  10. 　前記算出する工程は、前記水平方向において前記第１方向に直交する第２方向における前記第１角度と前記第２角度の差に基づき前記第２方向における前記傾斜を算出する請求項９に記載の検出方法。
  11. 　前記照射する工程は、前記対象物を移動させることにより前記表面を前記レーザー光で走査する工程を有し、
    　前記算出する工程は、前記レーザー光が前記表面の各点で反射した光の各前記第１角度に基づき前記表面の各点の傾斜を算出する請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の検出方法。
  12. 　前記照射する工程は、前記表面がシリコン単結晶である前記対象物を使用して前記表面に波長が４０５ｎｍ以下である前記レーザー光を照射し、
    　前記欠陥を検出する工程は、前記欠陥であるスリップ転位を検出する請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の検出方法。
  13. 　前記対象物として、シリコン単結晶基板、エピタキシャル層を有するシリコン単結晶基板、シリコン単結晶インゴットブロック又はＳＯＩウェーハを使用する請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の検出方法。
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