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公開番号2025161223
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064233
出願日2024-04-11
発明の名称半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20251017BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
Siウェーハ中に存在する欠陥の構造を破壊することなく欠陥の全体像を観察する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
Siウェーハ内部の欠陥形状を評価する欠陥評価方法であって、Siウェーハの表面にDUVレーザを照射して最表面に含まれる欠陥の位置座標を取得する第1の欠陥検出工程と、Siウェーハの表面に可視光レーザを照射して最表面を含む表層領域に含まれる欠陥の位置座標を取得する第2の欠陥検出工程と、第1及び第2の欠陥検出工程で取得した欠陥の位置座標を比較して、第1の欠陥検出工程でのみ検出された欠陥並びに第1及び第2の欠陥検出工程で検出された欠陥のうち同一座標の欠陥を露出欠陥に分類し、第2の欠陥検出工程でのみ検出された欠陥を非露出欠陥に分類する欠陥分類工程と、非露出欠陥に分類された欠陥の形状を観察する欠陥観察工程とを備える半導体Siウェーハの欠陥評価方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体シリコンウェーハ内部の欠陥形状を評価する半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法であって、
前記半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法は、
前記半導体シリコンウェーハの表面にＤＵＶレーザを照射して、前記半導体シリコンウェーハの最表面からの散乱光を検出することで前記最表面に含まれる欠陥の位置座標を取得する第１の欠陥検出工程と、
前記半導体シリコンウェーハの前記表面に可視光レーザを照射して、前記半導体シリコンウェーハの前記最表面を含む表層領域からの反射光を検出することで前記表層領域に含まれる欠陥の位置座標を取得する第２の欠陥検出工程と、
前記第１及び第２の欠陥検出工程で取得した前記欠陥の位置座標を比較して、前記第１の欠陥検出工程でのみ検出された欠陥並びに前記第１及び第２の欠陥検出工程で検出された欠陥のうち同一座標の欠陥を露出欠陥に分類し、前記第２の欠陥検出工程でのみ検出された欠陥を非露出欠陥に分類する欠陥分類工程と、
前記非露出欠陥に分類された欠陥の形状を観察する欠陥観察工程とを備えることを特徴とする半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記ＤＵＶレーザの波長を２６６ｎｍとすることを特徴とする請求項１に記載の半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法。
【請求項３】
前記可視光レーザの波長を４００～７００ｎｍとすることを特徴とする請求項１に記載の半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法。
【請求項４】
前記欠陥観察工程における前記観察を、前記非露出欠陥に分類された欠陥の断面観察とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法。
【請求項５】
前記断面観察を、前記非露出欠陥に分類された欠陥の周囲を集束イオンビームで加工して形成した断面を透過電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡で観察することを特徴とする請求項４に記載の半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体シリコンウェーハの欠陥評価方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは様々な用途で用いられており、デバイスの性能や用途に応じて、求められるシリコン基板の種類、品質も異なる。そのため、シリコンメーカーは、要求に対して柔軟に対応できることが求められており、シリコン単結晶製造、ウェーハ加工においては欠陥制御技術が重要となる。欠陥制御技術を向上させるためには、シリコン単結晶製造およびウェーハ加工中に形成される欠陥を高精度に検出して実体を把握し、形成メカニズムを明らかにすることが必要不可欠である。
【０００３】
ウェーハ表面付近に存在している欠陥については、表面欠陥検査装置（パーティクルカウンター）で検出することが一般的であり、ウェーハ内部に存在する欠陥については、赤外トモグラフ法で検出することが一般的な手法の一つとして挙げられる。
【０００４】
これらの装置では、レーザ光をウェーハ表面に照射し、欠陥からの散乱光を検出器で検出しているが、照射するレーザの波長によって光の侵入長が変化することを利用して、表面および内部の欠陥を検出している。
【０００５】
例えば、特許文献１には、シリコンに対する吸収係数が約１桁異なる２波長の光をウェーハ表面に照射し、欠陥からの散乱光強度を各波長別に測定し、欠陥の深さ位置とサイズを求める技術が開示されている。特許文献２には、侵入深さが３倍以上異なる２波長の光を、試料を走査してウェーハに照射し、内部欠陥からの散乱光を波長別に計測し、長波長側の散乱光強度によって欠陥サイズを導出し、散乱光強度の比から深さ位置を導出し、欠陥のウェーハ面内分布で深さ位置と大きさとを表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平１１－２３７２２６号公報
国際公開第９７／３５１６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
欠陥制御技術を向上させるためには、欠陥の実体を把握する必要がある。そのためには、欠陥の全体像を把握することが必要不可欠である。例えば、赤外トモグラフ法では、ウェーハを劈開し、ウェーハ表面側から光を入射して、劈開面から散乱光を検出することが知られている。しかし、この手法では、劈開面から見た欠陥位置（Ｘ、Ｙ）を知ることができるが、劈開面から欠陥までの距離（Ｚ）の特定が困難であり、また他手法での欠陥観察も難しい。
【０００８】
他方、レーザ波長が２６６ｎｍのパーティクルカウンター（例えばＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳｕｒｆｓｃａｎＳＰ７）では、レーザがシリコン中にほとんど侵入しないため、最表面付近の欠陥のみを検出でき、欠陥座標も取得できるため、欠陥観察が容易である。しかし、検出される欠陥のうち、ウェーハ加工工程で付着する異物やスクラッチなどの加工起因欠陥を除く、結晶欠陥（例えばＣＯＰ）については、ウェーハ加工工程で欠陥の一部が切り取られ、表面に露出することで、パーティクルカウンターで検出される。つまり、これら表面に露出した欠陥を顕微鏡等で実体観察しても、結晶製造時に形成された欠陥から切り取られた一部、すなわち、欠損のある欠陥構造を見ているに過ぎない。したがって、欠陥の全体像を観察するためには、ウェーハ表面に露出していない欠陥（非露出欠陥）を検出し、抽出することが重要であり、欠陥の構造を破壊することなく実体観察を行う必要がある。
【０００９】
特許文献１、２は、レーザ光照射により得られる光情報から欠陥の深さと位置を特定する技術であるが、欠陥の構造を破壊することなく全体像を観察する手段は記載されていない。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体シリコンウェーハ中に存在する非露出欠陥を抽出し、欠陥の構造を破壊することなく、欠陥の全体像を観察する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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