ウェーハの欠陥検出方法
【課題】ウェーハ上のＬＰＤを検出して結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させる方途を提供する。
【解決手段】ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度範囲に散乱する散乱光の検出強度から照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度範囲に散乱する散乱光の検出強度から輝点欠陥の第２のサイズを求め、輝点欠陥を、第２のサイズに対する第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、垂直入射光の波長と斜め入射光の波長とを異ならせるようにする。
【解決手段】ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度範囲に散乱する散乱光の検出強度から照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度範囲に散乱する散乱光の検出強度から輝点欠陥の第２のサイズを求め、輝点欠陥を、第２のサイズに対する第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、垂直入射光の波長と斜め入射光の波長とを異ならせるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ表面の欠陥検出方法に関するものであり、特に、エピタキシャルウェーハ上の積層欠陥やピット等の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物とを区別して検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタやダイオード、ＭＯＳ型およびバイポーラ型のＩＣ用基板として、エピタキシャルウェーハが使用されている。エピタキシャルウェーハは、ポリッシュドウェーハ上にエピタキシャル膜を成長させたものであり、高い表面平坦性や低い金属汚染等の優れた特性を有している。
【０００３】
ところで近年、半導体デバイスの微細化に伴い、基板となるウェーハ上の結晶欠陥や異物が製品の歩留まりに与える影響が益々大きくなっている。上記エピタキシャルウェーハの表面には、積層欠陥やピット等のエピタキシャルウェーハ特有の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物が存在する。その内、結晶欠陥は、Ｐ／Ｎ接合のリーク電流を増大させ、またＭＯＳデバイスのゲート酸化膜特性を劣化させる。したがって、ウェーハの品質を向上させるためには、その表面に存在する結晶欠陥と付着異物とを区別して検出し、それらの起源を明らかにしてウェーハの製造条件に反映させることが重要となる。
【０００４】
こうしたウェーハ表面の品質を精密に評価する従来技術として、検査対象のウェーハ表面にレーザー光を照射し、散乱されたレーザー光の強度をパーティクル検査機により検出し、この検出した散乱強度の値を用いて、積層欠陥やピット等の結晶欠陥やパーティクル等の付着異物を輝点欠陥（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔｓ，ＬＰＤ）として検出する方法が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、検査対象となるシリコンウェーハに、該ウェーハの表面に対して垂直方向又は斜め方向から検査用の光を照射し、該ウェーハの表面に対して高角度及び低角度の各方向へ散乱された光から、ウェーハ表面のスクラッチと異物とを区別して検出する方法について記載されている。
しかし、特許文献１の技術においては、一方向からの入射光のみを使用するため、スクラッチおよび異物を分類する精度が低いことが問題であった。
【０００６】
そこで、非特許文献１には、２つの入射系（垂直入射および斜め入射）および２つの検出系（高角度方向散乱および低角度方向散乱）を用意し、それらの組み合わせから得られる４つの検出チャネルのうち、垂直方向入射・高角度方向散乱（以下、「ＤＮＮチャネル」と称する）及び斜め方向入射・低角度方向散乱（以下、「ＤＷＯチャネル」と称する）から、エピタキシャルウェーハ上に検出されたＬＰＤを、積層欠陥とパーティクルとに分類するする技術について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００４−５２４５３８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａ．Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，“Ａｄｖａｎｃｅｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｉｌｌｅｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｄｅｆｅｃｔｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ，２００８，Ｖｏｌ．７１４０，７１４００Ｗ−１−１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１の方法により、エピタキシャルウェーハの表面を検査すると、比較的大きなサイズを有するＬＰＤについては、積層欠陥とパーティクルとに精度良く分類できるものの、０．１５μｍ以下の比較的小さいＬＰＤについては、分類が未だ困難であるところに問題を残していた。
そこで、本発明の目的は、検出されたエピタキシャルウェーハ上のＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させる方途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、上記課題を解決するための方途について鋭意検討した。即ち、欠陥を検出する際に使用する光の波長に注目し、該波長を変更して結晶欠陥及び付着異物の検出サイズと波長との相関を詳細に調査した。その結果、結晶欠陥と付着異物とでは、ウェーハに照射する光の波長の変化に対する検出サイズの変化率が異なることを見出した。そこで、検出されたウェーハ上のＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させるためには、上記ＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルの検出において使用する光の波長を変えることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに到った。
【００１１】
即ち、本発明のウェーハの欠陥検出方法は、ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、前記照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記輝点欠陥の第２のサイズを求め、前記輝点欠陥を、前記第２のサイズに対する前記第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、前記垂直入射光の波長と前記斜め入射光の波長とを異ならせることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記垂直入射光の波長が、前記斜め入射光の波長よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記結晶欠陥は、積層欠陥およびピットのいずれか一方または両方であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記ウェーハはエピタキシャルウェーハであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ウェーハ上のＬＰＤを検出して結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に使用する欠陥検出装置を示す図である。
【図２】検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する方法を説明する図である。
【図３】従来の方法によるＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルによる欠陥のサイズを示す図である。
【図４】本発明の方法によるＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルによる欠陥のサイズを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明において使用する欠陥検出装置を示している。この装置１は、２種類の入射系と２種類の検出系とを備えており、モータ２４により回転している検査対象のウェーハＷの表面に入射光を照射し、その散乱光の強度から、ウェーハＷの表面に存在する結晶欠陥および付着異物をＬＰＤとして検出する。入射系は、ウェーハＷの表面に対して垂直の方向に入射させる垂直入射光１１（Ｎｏｒｍａｌ）と、斜め方向に入射させる斜め入射光１２（Ｏｂｌｉｑｕｅ）とを有している。また、検出系は、ウェーハＷの表面に対して高角度方向の比較的狭い角度範囲に散乱された光を検出する高角度散乱光検出器２２（Ｎａｒｒｏｗ）と、低角度方向の比較的広い角度範囲に散乱された光を検出する低角度散乱光検出器２３（Ｗｉｄｅ）とを有している。
尚、本発明において、高角度方向とは、ウェーハＷの表面鉛直方向から６〜２０度の角度範囲の方向を、低角度方向とは、２５〜７２度の角度範囲の方向を意味している。
また、斜め方向とは、ウェーハＷの表面鉛直方向から６５〜８５度の角度範囲の方向を、垂直入射は表面鉛直方向から０〜２０度の角度範囲の方向を意味する。尚、実際の角度設定は、装置メーカー／型式に依存したものである。
【００１８】
ここで、垂直入射光１１は、反射板３１により反射されて検査対象のウェーハＷの表面に対して垂直に照射される。ウェーハ表面で散乱された光のうち、ウェーハＷの表面に対して高角度方向に散乱された光は、集光レンズ３３により集光された後、反射板３４により反射されて高角度散乱光検出器２３により検出される。また、ウェーハＷの表面に対して低角度方向に散乱された光は、集光器２１により集光された後、低角度散乱光検出器２２により検出される。
一方、斜め入射光１２は、反射板３２により、ウェーハＷの表面に対して斜め方向から照射されるように構成されており、その散乱光の検出過程については、上述の垂直入射光１１の場合と同様である。
【００１９】
従って、これらの２つの入射系及び２つの検出系の組み合わせから、ウェーハＷの表面に対して、垂直入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル（ＤＮＮチャネル）、垂直入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出するチャネル（以下、「ＤＷＮチャネル」と称する）、斜め入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル（以下、「ＤＮＯチャネル」と称する）、及び斜め入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出チャネル（ＤＷＯチャネル）の４つの検出チャネルが存在する。これらの４つの検出チャネルにおける散乱光の強度を測定することにより、検査対象のウェーハＷ上に存在するＬＰＤを検出してそのサイズを求め、ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するのである。
【００２０】
ＬＰＤのサイズは、上記の４つの検出チャネルにおける散乱光の強度から決定される。即ち、ポリスチレンラテックス（ＰＳＬ）等のサイズが既知である球体の標準粒子をウェーハ上に配置し、上記４つの各チャネルに対して、ウェーハの表面に照射された入射光が標準粒子により散乱された光の強度と、標準粒子のサイズとの相関を予め求めておき、検査対象のウェーハＷ上に存在する結晶欠陥や付着異物により散乱された光の強度を上記相関に当てはめることにより決定される。
【００２１】
上記４つのチャネルにより検出される散乱光の強度（即ち、ＬＰＤの検出サイズ）は、欠陥の種類や付着異物により異なることが知られている。即ち、積層欠陥やピット等の低アスペクト比を有する結晶欠陥については、入射光を特定の方向に散乱させるのに対し、パーティクル等の付着異物は、入射光をあらゆる方向に散乱させる。具体的には、積層欠陥やピット等の低アスペクト比を有する結晶欠陥については、斜め入射光１２よりも垂直入射光１１による散乱光の信号強度が極めて大きいのに対し、パーティクルにはそのような傾向は見られない。また、低アスペクト比の結晶欠陥に散乱された垂直入射光１１は、主に高角度方向に散乱される。更に、斜め入射については、低アスペクト比の結晶欠陥及びパーティクルの双方について、低角度方向に散乱される。これらの性質から、ＤＮＮチャネル、即ち垂直入射光・高角度散乱と、ＤＷＯチャネル、即ち斜め入射光・低角度散乱４つのチャネルで検出されたＬＰＤのサイズから、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物に分類することができると考えられる。
【００２２】
しかしながら、上述のように、非特許文献１の方法によりＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルによる検出サイズから低アスペクト比の結晶欠陥と付着異物に分類すると、特に０．１５μｍ以下の比較的小さいＬＰＤについて、上記分類の精度が悪いのである。
【００２３】
そこで、発明者らは、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルにおいて使用する入射光の波長に注目し、波長を変えて欠陥種（結晶欠陥および付着異物）とその検出サイズとの相関を詳細に調査した。その結果、結晶欠陥と付着異物とでは、光の波長の変化に対するサイズの変化率が異なることを発見した。即ち、パーティクル等の付着異物については、入射光の波長が変化しても、検出されるサイズはあまり変化しないのに対し、積層欠陥やピット等の低アスペクト比の結晶欠陥については、入射光の波長を変化させると検出されるサイズが変化することが明らかとなったのである。以下、上記知見を得た実験の詳細について説明する。
【００２４】
まず、３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハの表面に、４μｍのｐ型のエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハを用意した。このエピタキシャルウェーハに対して、パーティクル検査機（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ１およびＳＰ２）を使用して、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルにおいてウェーハ表面に存在する結晶欠陥や付着異物をＬＰＤとして検出し、そのサイズを得た。ここで、垂直入射光および斜め入射光の波長として、０．４８８μｍ（ＳＰ１）および０．３５５μｍ（ＳＰ２）の双方を使用した。
次いで、同一のエピタキシャルウェーハに対して、パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々に対して、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）を用いて、ＬＰＤが結晶欠陥であるか付着異物であるかを特定した。
【００２５】
特定された結晶欠陥および付着異物に対して、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルにおける検出サイズと入射光の波長との相関を解析した結果、結晶欠陥と付着異物とでは、入射光の波長の変化に対して異なる検出サイズの変化率を示した。即ち、入射光の波長を０．３５５μｍから０．４８８μｍに変えると、付着異物については、波長が０．３５５μｍの場合の検出サイズに対する波長が０．４８８μｍの場合の検出サイズの比は、ＤＷＯチャネル：０．９０〜１．１０、ＤＮＮチャネル：０．９５〜１．１５となり、積層欠陥やピット等の低アスペクト比の結晶欠陥については、同検出サイズの比は、ＤＷＯチャネル：１．１０〜１．２０、ＤＮＮチャネル：１．３０〜１．５０となった。この結果は、パーティクル等の付着異物は、入射光の波長を変化させてもＬＰＤの検出サイズはあまり変化しないのに対し、積層欠陥等の結晶欠陥は、入射光の波長を大きくするとＬＰＤの検出サイズが増大することを示している。
【００２６】
これは、上述のように、パーティクル検査機におけるＬＰＤのサイズの決定が、球体の標準粒子に基づいているためであり、形状が球形に比較的近いパーティクル等の付着異物については、検出サイズは入射光の波長に依存しないが、積層欠陥やピット等の結晶欠陥については、球形からかけ離れた形状を有しているため、検出サイズが入射光の波長依存性を示してしまうのである。この根底には、短波長になると直進性が強くなるのに対し、長波長になると波面を保ち等方的に散乱する、という波長による光の性質の違いがある。この性質は、波長８００ｎｍ以上の赤外から、１０ｎｍ以下の軟Ｘ線までの間で順次変化していくものである。ＤＮＮチャネルにおいて、波長が０．３５５μｍ（ＳＰ２）の場合に波長が０．４８８μｍ（ＳＰ１）の場合よりサイズが小さくなるのも、ウェーハ表面における積層欠陥およびピットのような低アスペクト比の結晶欠陥における散乱光が、波長が０．４８８μｍ（ＳＰ１）の場合よりも波長が０．３５５μｍ（ＳＰ２）の場合の方が、その波長における直進性が強いために、正反射光とともに、検出器の外に漏れてしまう成分が多いからである。
【００２７】
以上の実験結果に基づく知見から、発明者らは、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとにおいて、入射光の波長を異ならせることにより、エピタキシャルウェーハ上で検出されるＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができることを見出したのである。
【００２８】
以下、本発明の方法により、検査対象のウェーハＷ上の積層欠陥やピット等の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物とを区別して検出する方法について説明する。
まず、検査対象のウェーハＷをモータ２４により回転させながら、ウェーハＷの表面に所定の波長の垂直入射光１１を照射して走査し、ＤＮＮチャネルにおいて、ＬＰＤを検出してそのサイズを求める。
【００２９】
次に、同一のウェーハＷに対して、上記垂直入射光１１の場合と同様に斜め入射光１２を照射して走査し、ＤＷＯチャネルにおいて、ＬＰＤを検出してそのサイズを求める。その際、斜め入射光１２の波長は、垂直入射光１１の波長と異なるようにすることが肝要である。検査には同一のウェーハＷを使用しているため、垂直入射光１１を照射してＬＰＤが検出された各位置において、ＤＷＯチャネルにおける検出サイズを得ることができる。
【００３０】
続いて、ウェーハＷ上で検出されたＬＰＤの各々について、ＤＷＯチャネルにおける検出サイズに対するＤＮＮチャネルにおける検出サイズの比を求め、該検出サイズ比が所定の閾値以上の場合には結晶欠陥に、閾値未満の場合には付着異物と分類する。ＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸に模式的にプロットすると、図２（ａ）のようになる。上記の閾値は、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する、原点を通る直線の傾きとなる。
【００３１】
ここで、上記の検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するための閾値は、以下のようにして予め求めておく。即ち、まず所定のウェーハに対して、垂直入射光１１および斜め入射光１２を用いてウェーハの表面を検査し、検出されたＬＰＤについて、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルでの検出サイズを求める。その際、垂直入射光１１および斜め入射光１２の波長は、それぞれ上記の検査で使用する際の波長と同一にする。
【００３２】
次に、検出されたＬＰＤの各々に対して、同一の所定のウェーハをＳＥＭ等により検査して、ＬＰＤが結晶欠陥か付着異物かの分類を行う。
続いて、図２（ａ）と同様に、ＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットする。得られたグラフ上に、結晶欠陥か付着異物かが特定されているＬＰＤを最も精度良く分類するように、原点を通る直線を引く。この直線の傾きが、上記ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するための検出サイズ比の閾値となる。
【００３３】
本発明の方法において使用する入射光の波長は、１０〜８００ｎｍとする。好ましくは、１５０〜８００ｎｍである。
また、ＤＷＯモードにおいて使用する斜め入射光１２の波長に対するＤＮＮモードにおいて使用する垂直入射光１１の波長の比は、特に限定されないが、分類の精度の点から１．１〜５であることが好ましい。
【００３４】
尚、垂直入射光１１および斜め入射光１２をウェーハＷに照射して走査し、ウェーハＷ上のＬＰＤを検出する際に、先に斜め入射光１２を照射してＬＰＤを検出した後に、垂直入射光１１を照射してＬＰＤを検出しても良いことは言うまでもない。
また、ウェーハＷ上の各位置において、垂直入射光１１を照射して検査した後に斜め入射光１２を照射して検査し、次に位置をずらして上記検査を繰り返すように構成することもできる。
【００３５】
このように、上記予め求められた検出サイズ比の閾値を用いることにより、ＤＷＯチャネルでの検出サイズに対するＤＮＮチャネルでの検出サイズの比から、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに精度良く分類することができる。
【００３６】
本発明において、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとで入射光の波長を異ならせる効果について、図２を参照して説明すると以下の通りである。上述のように、パーティクル等の付着異物は、入射光の波長を変化させても、検出されるＬＰＤのサイズの変化率が小さいのに対し、積層欠陥等の結晶欠陥は、入射光の波長を増加させると検出されるＬＰＤのサイズの変化率が大きい。従って、図２（ａ）において、縦軸にプロットされたＤＮＮチャネルにおける入射光の波長を横軸にプロットされたＤＷＯチャネルにおける入射光の波長と異ならせると、図２（ｂ）に示すように、同一の波長とした場合に比べて、結晶欠陥に起因するプロットが上下方向にシフトする。その結果、同一の検出サイズ比の閾値を用いると、ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。その際、ＤＮＮチャネルにおける入射光の波長をＤＷＯチャネルにおける入射光の波長よりも大きくすると、積層欠陥やピット等の結晶欠陥に起因するＬＰＤのプロットが上方向にシフトし、結晶欠陥と付着異物との分類がより容易になるため、ＤＮＮチャネルにおける垂直入射光の波長をＤＷＯチャネルにおける斜め入射光の波長よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
こうして、本発明の欠陥検出方法により、エピタキシャルウェーハ上のＬＰＤを検出し、該ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について説明する。
（比較例）
パーティクルカウンタ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ２）を用いて、非特許文献１に記載された方法、即ち、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルの双方において、同一の波長（０．３５５ｎｍ）の光を用いてウェーハ上のＬＰＤを検出した。ウェーハとしては３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハに４μｍのエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハ５枚を使用した。検出されたＬＰＤのＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットしたものを図３に示す。尚、図３には、０．１５μｍ以下のサイズを有するＬＰＤについてのみプロットした。ここで、上述のように、結晶欠陥と付着異物とを分離するために使用したＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルでの検出サイズ比の閾値は、１．６２５である。その結果、検出されたＬＰＤのうち、５点が結晶欠陥、８点が付着異物と分類された。
次いで、上記パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々に対して、ＳＥＭにより、検出されたＬＰＤが結晶欠陥であるか付着異物であるかを特定した。その結果、パーティクル検査機により結晶欠陥と分類されたもののうち、実際に結晶欠陥であったのは４点であり、同様に、実際に付着異物だったものは９点であった。
【００３９】
（発明例）
比較例で使用したウェーハに対して、本発明の方法、即ち、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとにおいて異なる波長の光を用いて、ウェーハ上のＬＰＤを検出して結晶欠陥と付着異物とに分類した。その際、２種類のパーティクルカウンタ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ１及びＳＰ２）を使用し、使用した光の波長は、それぞれ０．４８８μｍ（ＳＰ１，ＤＮＮチャネル）、０．３５５μｍ（ＳＰ２，ＤＷＯチャネル）であった。検出されたＬＰＤのＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットしたものを図４に示す。尚、図４には、０．１５μｍ以下のサイズを有するＬＰＤについてのみプロットした。ここで、結晶欠陥と付着異物とを分離するためのＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルでの検出サイズ比の閾値は、２．１２５を使用した。その結果、検出されたＬＰＤのうち、４点が結晶欠陥、残りの９点が付着異物と分類された。
次いで、パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々について、比較例においてＳＥＭを用いてＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに特定した結果と比較した。その結果、パーティクル検査機により結晶欠陥と分類されたもののうち、実際に結晶欠陥であったのは４点であり、同様に、実際に付着異物だったものは９点であった。
図４から、本発明によるウェーハの欠陥検出方法により、０．１５μｍ以下の比較的小さなＬＰＤについても結晶欠陥と付着異物とに精度良く分類できていることが分かる。また、比較例に比べて分類する精度も向上していることが分かる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 欠陥検出装置
１１ 垂直入射光
１２ 斜め入射光
２１ 集光器
２２ 低角度散乱光検出器
２３ 高角度散乱光検出器
２４ モータ
３１，３２，３４ 反射板
３３ 集光レンズ
Ｗ ウェーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ表面の欠陥検出方法に関するものであり、特に、エピタキシャルウェーハ上の積層欠陥やピット等の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物とを区別して検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタやダイオード、ＭＯＳ型およびバイポーラ型のＩＣ用基板として、エピタキシャルウェーハが使用されている。エピタキシャルウェーハは、ポリッシュドウェーハ上にエピタキシャル膜を成長させたものであり、高い表面平坦性や低い金属汚染等の優れた特性を有している。
【０００３】
ところで近年、半導体デバイスの微細化に伴い、基板となるウェーハ上の結晶欠陥や異物が製品の歩留まりに与える影響が益々大きくなっている。上記エピタキシャルウェーハの表面には、積層欠陥やピット等のエピタキシャルウェーハ特有の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物が存在する。その内、結晶欠陥は、Ｐ／Ｎ接合のリーク電流を増大させ、またＭＯＳデバイスのゲート酸化膜特性を劣化させる。したがって、ウェーハの品質を向上させるためには、その表面に存在する結晶欠陥と付着異物とを区別して検出し、それらの起源を明らかにしてウェーハの製造条件に反映させることが重要となる。
【０００４】
こうしたウェーハ表面の品質を精密に評価する従来技術として、検査対象のウェーハ表面にレーザー光を照射し、散乱されたレーザー光の強度をパーティクル検査機により検出し、この検出した散乱強度の値を用いて、積層欠陥やピット等の結晶欠陥やパーティクル等の付着異物を輝点欠陥（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔｓ，ＬＰＤ）として検出する方法が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、検査対象となるシリコンウェーハに、該ウェーハの表面に対して垂直方向又は斜め方向から検査用の光を照射し、該ウェーハの表面に対して高角度及び低角度の各方向へ散乱された光から、ウェーハ表面のスクラッチと異物とを区別して検出する方法について記載されている。
しかし、特許文献１の技術においては、一方向からの入射光のみを使用するため、スクラッチおよび異物を分類する精度が低いことが問題であった。
【０００６】
そこで、非特許文献１には、２つの入射系（垂直入射および斜め入射）および２つの検出系（高角度方向散乱および低角度方向散乱）を用意し、それらの組み合わせから得られる４つの検出チャネルのうち、垂直方向入射・高角度方向散乱（以下、「ＤＮＮチャネル」と称する）及び斜め方向入射・低角度方向散乱（以下、「ＤＷＯチャネル」と称する）から、エピタキシャルウェーハ上に検出されたＬＰＤを、積層欠陥とパーティクルとに分類するする技術について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００４−５２４５３８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａ．Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，“Ａｄｖａｎｃｅｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｉｌｌｅｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｄｅｆｅｃｔｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＳＰＩＥ，２００８，Ｖｏｌ．７１４０，７１４００Ｗ−１−１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１の方法により、エピタキシャルウェーハの表面を検査すると、比較的大きなサイズを有するＬＰＤについては、積層欠陥とパーティクルとに精度良く分類できるものの、０．１５μｍ以下の比較的小さいＬＰＤについては、分類が未だ困難であるところに問題を残していた。
そこで、本発明の目的は、検出されたエピタキシャルウェーハ上のＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させる方途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、上記課題を解決するための方途について鋭意検討した。即ち、欠陥を検出する際に使用する光の波長に注目し、該波長を変更して結晶欠陥及び付着異物の検出サイズと波長との相関を詳細に調査した。その結果、結晶欠陥と付着異物とでは、ウェーハに照射する光の波長の変化に対する検出サイズの変化率が異なることを見出した。そこで、検出されたウェーハ上のＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させるためには、上記ＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルの検出において使用する光の波長を変えることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに到った。
【００１１】
即ち、本発明のウェーハの欠陥検出方法は、ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、前記照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記輝点欠陥の第２のサイズを求め、前記輝点欠陥を、前記第２のサイズに対する前記第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、前記垂直入射光の波長と前記斜め入射光の波長とを異ならせることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記垂直入射光の波長が、前記斜め入射光の波長よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記結晶欠陥は、積層欠陥およびピットのいずれか一方または両方であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のウェーハの欠陥検出方法において、前記ウェーハはエピタキシャルウェーハであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ウェーハ上のＬＰＤを検出して結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に使用する欠陥検出装置を示す図である。
【図２】検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する方法を説明する図である。
【図３】従来の方法によるＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルによる欠陥のサイズを示す図である。
【図４】本発明の方法によるＤＮＮチャネル及びＤＷＯチャネルによる欠陥のサイズを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明において使用する欠陥検出装置を示している。この装置１は、２種類の入射系と２種類の検出系とを備えており、モータ２４により回転している検査対象のウェーハＷの表面に入射光を照射し、その散乱光の強度から、ウェーハＷの表面に存在する結晶欠陥および付着異物をＬＰＤとして検出する。入射系は、ウェーハＷの表面に対して垂直の方向に入射させる垂直入射光１１（Ｎｏｒｍａｌ）と、斜め方向に入射させる斜め入射光１２（Ｏｂｌｉｑｕｅ）とを有している。また、検出系は、ウェーハＷの表面に対して高角度方向の比較的狭い角度範囲に散乱された光を検出する高角度散乱光検出器２２（Ｎａｒｒｏｗ）と、低角度方向の比較的広い角度範囲に散乱された光を検出する低角度散乱光検出器２３（Ｗｉｄｅ）とを有している。
尚、本発明において、高角度方向とは、ウェーハＷの表面鉛直方向から６〜２０度の角度範囲の方向を、低角度方向とは、２５〜７２度の角度範囲の方向を意味している。
また、斜め方向とは、ウェーハＷの表面鉛直方向から６５〜８５度の角度範囲の方向を、垂直入射は表面鉛直方向から０〜２０度の角度範囲の方向を意味する。尚、実際の角度設定は、装置メーカー／型式に依存したものである。
【００１８】
ここで、垂直入射光１１は、反射板３１により反射されて検査対象のウェーハＷの表面に対して垂直に照射される。ウェーハ表面で散乱された光のうち、ウェーハＷの表面に対して高角度方向に散乱された光は、集光レンズ３３により集光された後、反射板３４により反射されて高角度散乱光検出器２３により検出される。また、ウェーハＷの表面に対して低角度方向に散乱された光は、集光器２１により集光された後、低角度散乱光検出器２２により検出される。
一方、斜め入射光１２は、反射板３２により、ウェーハＷの表面に対して斜め方向から照射されるように構成されており、その散乱光の検出過程については、上述の垂直入射光１１の場合と同様である。
【００１９】
従って、これらの２つの入射系及び２つの検出系の組み合わせから、ウェーハＷの表面に対して、垂直入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル（ＤＮＮチャネル）、垂直入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出するチャネル（以下、「ＤＷＮチャネル」と称する）、斜め入射光を照射して高角度方向に散乱された光を検出するチャネル（以下、「ＤＮＯチャネル」と称する）、及び斜め入射光を照射して低角度方向に散乱された光を検出チャネル（ＤＷＯチャネル）の４つの検出チャネルが存在する。これらの４つの検出チャネルにおける散乱光の強度を測定することにより、検査対象のウェーハＷ上に存在するＬＰＤを検出してそのサイズを求め、ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するのである。
【００２０】
ＬＰＤのサイズは、上記の４つの検出チャネルにおける散乱光の強度から決定される。即ち、ポリスチレンラテックス（ＰＳＬ）等のサイズが既知である球体の標準粒子をウェーハ上に配置し、上記４つの各チャネルに対して、ウェーハの表面に照射された入射光が標準粒子により散乱された光の強度と、標準粒子のサイズとの相関を予め求めておき、検査対象のウェーハＷ上に存在する結晶欠陥や付着異物により散乱された光の強度を上記相関に当てはめることにより決定される。
【００２１】
上記４つのチャネルにより検出される散乱光の強度（即ち、ＬＰＤの検出サイズ）は、欠陥の種類や付着異物により異なることが知られている。即ち、積層欠陥やピット等の低アスペクト比を有する結晶欠陥については、入射光を特定の方向に散乱させるのに対し、パーティクル等の付着異物は、入射光をあらゆる方向に散乱させる。具体的には、積層欠陥やピット等の低アスペクト比を有する結晶欠陥については、斜め入射光１２よりも垂直入射光１１による散乱光の信号強度が極めて大きいのに対し、パーティクルにはそのような傾向は見られない。また、低アスペクト比の結晶欠陥に散乱された垂直入射光１１は、主に高角度方向に散乱される。更に、斜め入射については、低アスペクト比の結晶欠陥及びパーティクルの双方について、低角度方向に散乱される。これらの性質から、ＤＮＮチャネル、即ち垂直入射光・高角度散乱と、ＤＷＯチャネル、即ち斜め入射光・低角度散乱４つのチャネルで検出されたＬＰＤのサイズから、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物に分類することができると考えられる。
【００２２】
しかしながら、上述のように、非特許文献１の方法によりＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルによる検出サイズから低アスペクト比の結晶欠陥と付着異物に分類すると、特に０．１５μｍ以下の比較的小さいＬＰＤについて、上記分類の精度が悪いのである。
【００２３】
そこで、発明者らは、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルにおいて使用する入射光の波長に注目し、波長を変えて欠陥種（結晶欠陥および付着異物）とその検出サイズとの相関を詳細に調査した。その結果、結晶欠陥と付着異物とでは、光の波長の変化に対するサイズの変化率が異なることを発見した。即ち、パーティクル等の付着異物については、入射光の波長が変化しても、検出されるサイズはあまり変化しないのに対し、積層欠陥やピット等の低アスペクト比の結晶欠陥については、入射光の波長を変化させると検出されるサイズが変化することが明らかとなったのである。以下、上記知見を得た実験の詳細について説明する。
【００２４】
まず、３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハの表面に、４μｍのｐ型のエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハを用意した。このエピタキシャルウェーハに対して、パーティクル検査機（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ１およびＳＰ２）を使用して、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルにおいてウェーハ表面に存在する結晶欠陥や付着異物をＬＰＤとして検出し、そのサイズを得た。ここで、垂直入射光および斜め入射光の波長として、０．４８８μｍ（ＳＰ１）および０．３５５μｍ（ＳＰ２）の双方を使用した。
次いで、同一のエピタキシャルウェーハに対して、パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々に対して、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）を用いて、ＬＰＤが結晶欠陥であるか付着異物であるかを特定した。
【００２５】
特定された結晶欠陥および付着異物に対して、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルにおける検出サイズと入射光の波長との相関を解析した結果、結晶欠陥と付着異物とでは、入射光の波長の変化に対して異なる検出サイズの変化率を示した。即ち、入射光の波長を０．３５５μｍから０．４８８μｍに変えると、付着異物については、波長が０．３５５μｍの場合の検出サイズに対する波長が０．４８８μｍの場合の検出サイズの比は、ＤＷＯチャネル：０．９０〜１．１０、ＤＮＮチャネル：０．９５〜１．１５となり、積層欠陥やピット等の低アスペクト比の結晶欠陥については、同検出サイズの比は、ＤＷＯチャネル：１．１０〜１．２０、ＤＮＮチャネル：１．３０〜１．５０となった。この結果は、パーティクル等の付着異物は、入射光の波長を変化させてもＬＰＤの検出サイズはあまり変化しないのに対し、積層欠陥等の結晶欠陥は、入射光の波長を大きくするとＬＰＤの検出サイズが増大することを示している。
【００２６】
これは、上述のように、パーティクル検査機におけるＬＰＤのサイズの決定が、球体の標準粒子に基づいているためであり、形状が球形に比較的近いパーティクル等の付着異物については、検出サイズは入射光の波長に依存しないが、積層欠陥やピット等の結晶欠陥については、球形からかけ離れた形状を有しているため、検出サイズが入射光の波長依存性を示してしまうのである。この根底には、短波長になると直進性が強くなるのに対し、長波長になると波面を保ち等方的に散乱する、という波長による光の性質の違いがある。この性質は、波長８００ｎｍ以上の赤外から、１０ｎｍ以下の軟Ｘ線までの間で順次変化していくものである。ＤＮＮチャネルにおいて、波長が０．３５５μｍ（ＳＰ２）の場合に波長が０．４８８μｍ（ＳＰ１）の場合よりサイズが小さくなるのも、ウェーハ表面における積層欠陥およびピットのような低アスペクト比の結晶欠陥における散乱光が、波長が０．４８８μｍ（ＳＰ１）の場合よりも波長が０．３５５μｍ（ＳＰ２）の場合の方が、その波長における直進性が強いために、正反射光とともに、検出器の外に漏れてしまう成分が多いからである。
【００２７】
以上の実験結果に基づく知見から、発明者らは、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとにおいて、入射光の波長を異ならせることにより、エピタキシャルウェーハ上で検出されるＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができることを見出したのである。
【００２８】
以下、本発明の方法により、検査対象のウェーハＷ上の積層欠陥やピット等の結晶欠陥と、パーティクル等の付着異物とを区別して検出する方法について説明する。
まず、検査対象のウェーハＷをモータ２４により回転させながら、ウェーハＷの表面に所定の波長の垂直入射光１１を照射して走査し、ＤＮＮチャネルにおいて、ＬＰＤを検出してそのサイズを求める。
【００２９】
次に、同一のウェーハＷに対して、上記垂直入射光１１の場合と同様に斜め入射光１２を照射して走査し、ＤＷＯチャネルにおいて、ＬＰＤを検出してそのサイズを求める。その際、斜め入射光１２の波長は、垂直入射光１１の波長と異なるようにすることが肝要である。検査には同一のウェーハＷを使用しているため、垂直入射光１１を照射してＬＰＤが検出された各位置において、ＤＷＯチャネルにおける検出サイズを得ることができる。
【００３０】
続いて、ウェーハＷ上で検出されたＬＰＤの各々について、ＤＷＯチャネルにおける検出サイズに対するＤＮＮチャネルにおける検出サイズの比を求め、該検出サイズ比が所定の閾値以上の場合には結晶欠陥に、閾値未満の場合には付着異物と分類する。ＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸に模式的にプロットすると、図２（ａ）のようになる。上記の閾値は、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する、原点を通る直線の傾きとなる。
【００３１】
ここで、上記の検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するための閾値は、以下のようにして予め求めておく。即ち、まず所定のウェーハに対して、垂直入射光１１および斜め入射光１２を用いてウェーハの表面を検査し、検出されたＬＰＤについて、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルでの検出サイズを求める。その際、垂直入射光１１および斜め入射光１２の波長は、それぞれ上記の検査で使用する際の波長と同一にする。
【００３２】
次に、検出されたＬＰＤの各々に対して、同一の所定のウェーハをＳＥＭ等により検査して、ＬＰＤが結晶欠陥か付着異物かの分類を行う。
続いて、図２（ａ）と同様に、ＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットする。得られたグラフ上に、結晶欠陥か付着異物かが特定されているＬＰＤを最も精度良く分類するように、原点を通る直線を引く。この直線の傾きが、上記ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類するための検出サイズ比の閾値となる。
【００３３】
本発明の方法において使用する入射光の波長は、１０〜８００ｎｍとする。好ましくは、１５０〜８００ｎｍである。
また、ＤＷＯモードにおいて使用する斜め入射光１２の波長に対するＤＮＮモードにおいて使用する垂直入射光１１の波長の比は、特に限定されないが、分類の精度の点から１．１〜５であることが好ましい。
【００３４】
尚、垂直入射光１１および斜め入射光１２をウェーハＷに照射して走査し、ウェーハＷ上のＬＰＤを検出する際に、先に斜め入射光１２を照射してＬＰＤを検出した後に、垂直入射光１１を照射してＬＰＤを検出しても良いことは言うまでもない。
また、ウェーハＷ上の各位置において、垂直入射光１１を照射して検査した後に斜め入射光１２を照射して検査し、次に位置をずらして上記検査を繰り返すように構成することもできる。
【００３５】
このように、上記予め求められた検出サイズ比の閾値を用いることにより、ＤＷＯチャネルでの検出サイズに対するＤＮＮチャネルでの検出サイズの比から、検出されたＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに精度良く分類することができる。
【００３６】
本発明において、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとで入射光の波長を異ならせる効果について、図２を参照して説明すると以下の通りである。上述のように、パーティクル等の付着異物は、入射光の波長を変化させても、検出されるＬＰＤのサイズの変化率が小さいのに対し、積層欠陥等の結晶欠陥は、入射光の波長を増加させると検出されるＬＰＤのサイズの変化率が大きい。従って、図２（ａ）において、縦軸にプロットされたＤＮＮチャネルにおける入射光の波長を横軸にプロットされたＤＷＯチャネルにおける入射光の波長と異ならせると、図２（ｂ）に示すように、同一の波長とした場合に比べて、結晶欠陥に起因するプロットが上下方向にシフトする。その結果、同一の検出サイズ比の閾値を用いると、ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。その際、ＤＮＮチャネルにおける入射光の波長をＤＷＯチャネルにおける入射光の波長よりも大きくすると、積層欠陥やピット等の結晶欠陥に起因するＬＰＤのプロットが上方向にシフトし、結晶欠陥と付着異物との分類がより容易になるため、ＤＮＮチャネルにおける垂直入射光の波長をＤＷＯチャネルにおける斜め入射光の波長よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
こうして、本発明の欠陥検出方法により、エピタキシャルウェーハ上のＬＰＤを検出し、該ＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに分類する精度を向上させることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について説明する。
（比較例）
パーティクルカウンタ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ２）を用いて、非特許文献１に記載された方法、即ち、ＤＮＮチャネルおよびＤＷＯチャネルの双方において、同一の波長（０．３５５ｎｍ）の光を用いてウェーハ上のＬＰＤを検出した。ウェーハとしては３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハに４μｍのエピタキシャル膜を成長させたエピタキシャルウェーハ５枚を使用した。検出されたＬＰＤのＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットしたものを図３に示す。尚、図３には、０．１５μｍ以下のサイズを有するＬＰＤについてのみプロットした。ここで、上述のように、結晶欠陥と付着異物とを分離するために使用したＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルでの検出サイズ比の閾値は、１．６２５である。その結果、検出されたＬＰＤのうち、５点が結晶欠陥、８点が付着異物と分類された。
次いで、上記パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々に対して、ＳＥＭにより、検出されたＬＰＤが結晶欠陥であるか付着異物であるかを特定した。その結果、パーティクル検査機により結晶欠陥と分類されたもののうち、実際に結晶欠陥であったのは４点であり、同様に、実際に付着異物だったものは９点であった。
【００３９】
（発明例）
比較例で使用したウェーハに対して、本発明の方法、即ち、ＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルとにおいて異なる波長の光を用いて、ウェーハ上のＬＰＤを検出して結晶欠陥と付着異物とに分類した。その際、２種類のパーティクルカウンタ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社ＳＰ１及びＳＰ２）を使用し、使用した光の波長は、それぞれ０．４８８μｍ（ＳＰ１，ＤＮＮチャネル）、０．３５５μｍ（ＳＰ２，ＤＷＯチャネル）であった。検出されたＬＰＤのＤＮＮチャネルでの検出サイズを縦軸に、ＤＷＯチャネルでの検出サイズを横軸にプロットしたものを図４に示す。尚、図４には、０．１５μｍ以下のサイズを有するＬＰＤについてのみプロットした。ここで、結晶欠陥と付着異物とを分離するためのＤＮＮチャネルとＤＷＯチャネルでの検出サイズ比の閾値は、２．１２５を使用した。その結果、検出されたＬＰＤのうち、４点が結晶欠陥、残りの９点が付着異物と分類された。
次いで、パーティクル検査機により検出されたＬＰＤの各々について、比較例においてＳＥＭを用いてＬＰＤを結晶欠陥と付着異物とに特定した結果と比較した。その結果、パーティクル検査機により結晶欠陥と分類されたもののうち、実際に結晶欠陥であったのは４点であり、同様に、実際に付着異物だったものは９点であった。
図４から、本発明によるウェーハの欠陥検出方法により、０．１５μｍ以下の比較的小さなＬＰＤについても結晶欠陥と付着異物とに精度良く分類できていることが分かる。また、比較例に比べて分類する精度も向上していることが分かる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 欠陥検出装置
１１ 垂直入射光
１２ 斜め入射光
２１ 集光器
２２ 低角度散乱光検出器
２３ 高角度散乱光検出器
２４ モータ
３１，３２，３４ 反射板
３３ 集光レンズ
Ｗ ウェーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、前記照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記輝点欠陥の第２のサイズを求め、前記輝点欠陥を、前記第２のサイズに対する前記第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、
前記垂直入射光の波長と前記斜め入射光の波長とを異ならせることを特徴とするウェーハの欠陥検出方法。
【請求項２】
前記垂直入射光の波長が、前記斜め入射光の波長よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のウェーハの欠陥検出方法。
【請求項３】
前記結晶欠陥は、積層欠陥およびピットのいずれか一方または両方であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載のウェーハの欠陥検出方法。
【請求項４】
前記ウェーハはエピタキシャルウェーハであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウェーハの欠陥検出方法。
【請求項１】
ウェーハの表面に対して垂直の方向に照射させる垂直照射光の該照射表面からの散乱光のうち、高角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記照射表面における輝点欠陥の第１のサイズを求め、前記照射表面に対して斜めの方向に入射させる斜め照射光の該照射表面からの散乱光のうち、低角度方向に散乱する散乱光の検出強度から前記輝点欠陥の第２のサイズを求め、前記輝点欠陥を、前記第２のサイズに対する前記第１のサイズの比および予め求めた閾値に基づいて結晶欠陥と付着異物とに分類するに際し、
前記垂直入射光の波長と前記斜め入射光の波長とを異ならせることを特徴とするウェーハの欠陥検出方法。
【請求項２】
前記垂直入射光の波長が、前記斜め入射光の波長よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のウェーハの欠陥検出方法。
【請求項３】
前記結晶欠陥は、積層欠陥およびピットのいずれか一方または両方であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載のウェーハの欠陥検出方法。
【請求項４】
前記ウェーハはエピタキシャルウェーハであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウェーハの欠陥検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６８１０３（Ｐ２０１２−６８１０３Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２４９５（Ｐ２０１０−２１２４９５）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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