JP2001345357A - 半導体ウェーハの測定方法、半導体ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハの測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハに形成された結晶欠陥の種類
を区別して評価するのに、より簡便で迅速な半導体ウェ
ーハの測定方法を提供する。 【解決手段】 結晶欠陥検査装置を用いることにより、
半導体ウェーハ１に生じている結晶欠陥の分布を結晶欠
陥検出点の集合として測定し、特定結晶欠陥に特有な配
列形態に属する結晶欠陥検出点３を結晶欠陥検出点の集
合から抽出する。結晶欠陥検査装置により結晶欠陥検出
点を効率的かつ少ないばらつきにて測定することがで
き、しかも、特定結晶欠陥に特有な配列形態に属する結
晶欠陥検出点を抽出して用いることにより、該特定結晶
欠陥を選択的に定量することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定方法、半導体
ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハの測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体素子の高集積化にともな
い、半導体単結晶の結晶欠陥、特に表面近傍の結晶欠陥
への対策が大変重要になってきている。半導体単結晶の
結晶欠陥はそれによって構成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ために、デバイスの品質
向上には、その基板となる半導体ウェーハの表面近傍に
おける結晶欠陥を評価し、その実態を把握することが必
要である。

【０００３】半導体ウェーハの評価方法としては、従
来、例えば集光灯下において半導体ウェーハの表面上に
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、その合計を積算することにより結晶欠陥
の発生程度の評価を行なう目視検査が行われてきた。ま
た、測定機器を用いた評価方法としては、ウェーハ表面
をレーザー光により走査し、パーティクル等からの光散
乱強度を測定する光散乱法や、ウェーハにＸ線を照射
し、ウェーハ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。

【０００４】ところで、半導体ウェーハの評価を行なう
際には、結晶欠陥の種類を区別して評価を行なうことが
望ましい。そうすることによって、結晶欠陥の発生原因
を追求し、改善することが容易となる。結晶欠陥の種類
を区別して評価する方法としては、半導体ウェーハ表面
上の異物（パーティクル）と、ＣＯＰ（Crystal Origin
ated Particle）を区分して検出するパーティクル検出
装置によって評価する方法が知られている。例えば、特
開平１１−２８４０３８号公報に開示されているパーテ
ィクル検出装置は、半導体ウェーハ表面上の結晶欠陥に
よって散乱された散乱光を照射方向に対して前方、後
方、上方及び側方から受光することによって、その欠陥
の位置、大きさ及び高さを検出し結晶欠陥の種類を判断
しようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体ウェーハの評価方法のうち、集光灯下の目視検査に
よる方法では、特定の結晶欠陥、例えばスリップ転位の
形成量を定量化しようとする場合、目視で観察されたス
リップ転位をスケッチし、さらにそのスケッチからスリ
ップ転位の積算長さを求める形になるため、非常に時間
と手間がかかる欠点がある。また、人の目による測定の
ため検査にばらつきが多く、熟練も必要である。

【０００６】他方、光散乱法に基づくパーティクル検出
装置を用いる方法では、結晶欠陥の検出は装置により機
械的に行われるので、検出に際してのばらつきの問題は
ある程度軽減される。しかしながら、この方法により測
定された結晶欠陥検出点には、各種の結晶欠陥に由来す
るものが混在していることから、スリップ転位など特定
の結晶欠陥を選択的に定量することができなかった。

【０００７】また、Ｘ線トポグラフ法においては、結晶
の表面及び内部あるいは裏面に発生している欠陥まで観
測してしまい、表面の結晶欠陥と結晶内部に存在する結
晶欠陥とを区別して評価することが困難な側面もある。

【０００８】本発明の課題は、半導体ウェーハに形成さ
れた結晶欠陥の種類を区別して評価するのに、より簡便
で迅速な半導体ウェーハの測定方法と、それを用いた半
導体ウェーハの製造方法、及び前記半導体ウェーハの測
定方法を合理的に実施することができる半導体ウェーハ
の測定装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の半導体ウェーハの測定方
法は、結晶欠陥検査装置を用いることにより、半導体ウ
ェーハに生じている結晶欠陥の分布を結晶欠陥検出点の
集合として測定する結晶欠陥の測定工程と、特定結晶欠
陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出点を結晶欠陥
検出点の集合から抽出する結晶欠陥検出点の抽出工程と
を有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の半導体ウェーハの測定装置
は、半導体ウェーハに生じている結晶欠陥の分布を結晶
欠陥検出点の集合として測定する結晶欠陥測定機構と、
記憶された結晶欠陥検出点の集合データのうち、特定の
結晶欠陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出点のデ
ータを抽出する結晶欠陥検出点の抽出機構とを有するこ
とを特徴とする。

【００１１】上記本発明の半導体ウェーハの測定方法に
おいては、結晶欠陥検査装置を用いることにより結晶欠
陥を結晶欠陥検出点として効率的かつ少ないばらつきに
て測定し、さらに、特定結晶欠陥に特有な配列形態に属
する結晶欠陥検出点を抽出することにより、該特定結晶
欠陥を選択的に定量することができる。なお、半導体ウ
ェーハは、選択エッチングにより結晶欠陥が顕在化した
ものとしておくことで、結晶欠陥の測定制度を高めるこ
とができる。

【００１２】そして、上記結晶欠陥検出点の抽出結果に
基づいて、半導体ウェーハの結晶欠陥評価を合理的かつ
簡単に行なうことができる。例えば、特定種別の結晶欠
陥を抽出する際には、種類の違う結晶欠陥検出点を判別
し、特定種別の結晶欠陥検出点の集合から区別する。そ
して、特定種別の結晶欠陥の種類を判別するには、その
結晶欠陥の分布形状から判別する。本発明においては、
結晶欠陥検出点の抽出工程により抽出された結晶欠陥検
出点の配列形態に応じて、半導体ウェーハに形成されて
いる結晶欠陥を識別することができる。

【００１３】図１に、半導体ウェーハの表面上に現れる
代表的な結晶欠陥の種類とその分布形状の模式図を示
す。（ａ）は面方位が（１００）のシリコン単結晶ウェ
ーハに、（ｂ）は面方位が（１１１）のシリコン単結晶
ウェーハにそれぞれ生ずるスリップ転位の例であり、い
ずれも、劈開方向である＜１１０＞方向に沿って結晶欠
陥検出点が線状に現れるのが特徴である。従って、主表
面上の特定方向に線状に配列する結晶欠陥検出点を抽出
することで、スリップ転位を容易に識別することができ
る。また、（ｃ）はスワールの例であり、渦巻き型に結
晶欠陥検出点が配列するのが特徴である。さらに（ｄ）
は、酸素析出誘起欠陥の例であり、同心円状に結晶欠陥
検出点が配列するのが特徴である。このように結晶欠陥
の種類と結晶欠陥の分布形状の関係が予め求められてい
れば、結晶欠陥の分布形状から結晶欠陥の種類を容易に
決定することができる。

【００１４】また、結晶欠陥検出点の抽出工程の後に、
抽出された結晶欠陥検出点の個数を計数すれば、その計
数結果に基づいて半導体ウェーハに生じている結晶欠陥
を定量評価することができる。このような結晶欠陥の定
量評価は、結晶欠陥検出点の配列形態に応じて識別され
た結晶欠陥毎に、結晶欠陥検出点の個数を計数すること
により行なうことができる。これにより、結晶欠陥の種
類毎にその発生の程度や頻度を的確に把握することが可
能となり、ひいては、発生する結晶欠陥の種別と結びつ
いた工程上の不具合要因の特定等も行ないやすくなる。

【００１５】結晶欠陥検出点の抽出機構は、コンピュー
タ等のデータ処理装置を含むものとして構成することが
できる。そして、結晶欠陥検出のデータは、座標データ
の形でデータ処理装置に取り込むことにより、結晶欠陥
検出点の抽出や計測、さらには欠陥分類等を一層効率的
に行なうことができ、ひいては結晶欠陥の評価をより簡
便かつ迅速に行なうことが可能となる。

【００１６】例えば、上基本発明の測定装置は、結晶欠
陥検出点の抽出機構により抽出された結晶欠陥検出点の
個数を計数する抽出欠陥検出点の計数機構と、該抽出欠
陥検出点の計数機構による計数結果に基づいて結晶欠陥
を定量評価する結晶欠陥評価機構と、計数された結晶欠
陥検出点の個数を評価結果として出力する結晶欠陥評価
結果の出力機構とを備えたものとして構成することがで
きる。この構成によると、抽出された結晶欠陥検出点の
計数及び結晶欠陥を定量評価と、その結果出力とを極め
て効率的に行なうことができる。なお、評価結果の出力
は、表示装置の画面上に結果を表示出力したり、あるい
はプリンタにより印刷出力したりする態様があるが、こ
れに限られるものではなく、例えば半導体ウェーハの製
造装置や、製造管理装置などに有線あるいは無線にて評
価結果のデータを送信出力する態様等も含む。

【００１７】また、本発明の測定装置には、結晶欠陥検
出点の抽出機構により抽出された結晶欠陥検出点の配列
形態に応じて識別された結晶欠陥の種別を、結晶欠陥評
価機構が行った評価結果の内容と対応付けて記憶する評
価結果の記憶機構を設けることができる。結晶欠陥の種
別毎に評価結果を分類して記憶・管理することにより、
工程上、どのような結晶欠陥が発生しやすくなっている
かなどの傾向把握を一層容易に行なうことができるよう
になる。

【００１８】次に、結晶欠陥検出点の抽出工程におい
て、測定された結晶欠陥検出点の集合を表示装置の画面
上に表示すれば、該画面上にて特定結晶欠陥に特有の結
晶欠陥検出点配列を生じていたときにこれを一目で識別
することができるので、着目している結晶欠陥検出点の
抽出を容易に行なうことができる。具体的な方法とし
て、結晶欠陥検出点の集合を表示する表示装置の画面上
において抽出領域を設定し、設定された領域内の結晶欠
陥検出点を抽出することができる。

【００１９】また、このような方法を合理的に実現する
ために、本発明の測定装置は、結晶欠陥の測定機構が測
定した各結晶欠陥検出点の集合データを記憶する結晶欠
陥検出点の座標データ記憶機構と、その記憶された結晶
欠陥検出点の集合データに基づいて半導体ウェーハ上の
結晶欠陥検出点の分布形状を画面上に表示する表示機構
を備えたものとして構成できる。この場合、結晶欠陥検
出点の抽出機構は、表示機構の画面上に表示された結晶
欠陥検出点の分布形状を参照しつつ、特有の形態に配列
する結晶欠陥検出点のデータを、特定の結晶欠陥検出点
に対応するデータとして選択するための選択入力機構
と、選択された結晶欠陥検出点のデータを、選択されて
いない結晶欠陥検出点のデータと識別可能な状態で結晶
欠陥検出点の座標データ記憶機構に記憶させる記憶制御
機構とを備えたものとして構成される。そして、抽出欠
陥検出点の計数機構は、その選択された結晶欠陥検出点
のデータ点数を計数するものとして構成される。

【００２０】例えば、特有の形態に配列する結晶欠陥検
出点の集合のみが包含され、他の結晶欠陥検出点が包含
されないように領域を設定することで、着目している配
列形態の結晶欠陥検出点の抽出作業を直感的かつ効率的
に行なうことができる。具体的には、抽出領域は、例え
ば画面上に表示される結晶欠陥検出点の集合のうち、特
定の結晶欠陥に特有の形態に配列する結晶欠陥検出点を
取り囲むように設定することができる。

【００２１】また例えば、選択入力機構は、表示機構の
画面上において抽出領域を設定する抽出領域の設定入力
機構を含むものとし、記憶制御機構は、設定された抽出
領域内の結晶欠陥検出点のデータを、選択された結晶欠
陥検出点のデータとして結晶欠陥検出点の座標データ記
憶機構に記憶させるものとして構成することができる。
このようにすれば、装置ユーザーは、表示装置の画面上
にて抽出領域の設定を行なうだけで、領域内の結晶結晶
欠陥検出点データの抽出及び記憶の一連の処理が自動的
に行われるので、操作が容易であり、データ管理も確実
かつスムーズに行なうことができる。なお、選択入力機
構は、マウスなどのポインティングデバイスにて構成す
ることにより、画面上に所望の領域を極めて簡単に設定
することができる。

【００２２】次に、結晶欠陥の測定工程においては、結
晶欠陥検出装置として光散乱式ウェーハ表面検査装置を
使用することができる。光散乱式ウェーハ表面検査装置
は、例えばパーティクル検出装置とすることができる。
パーティクル検出装置は、ウェーハ表面をレーザー光に
より走査し、パーティクル等からの光散乱強度を測定す
ることにより、異物やＣＯＰなどの位置及び大きさを認
識することができる目視によらない間接的な検出装置で
ある。このような光散乱法を用いることによって、半導
体ウェーハの表面近傍の欠陥のみを精度良く測定するこ
とができる。

【００２３】また、本発明の半導体ウェーハの製造方法
は、結晶欠陥検査装置を用いることにより、半導体ウェ
ーハに生じている結晶欠陥の分布を結晶欠陥検出点の集
合として測定する結晶欠陥の測定工程と、特定の結晶欠
陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出点を結晶欠陥
検出点の集合から抽出する結晶欠陥検出点の抽出工程
と、結晶欠陥検出点の抽出工程による抽出結果に基づい
て半導体ウェーハの結晶欠陥を評価する結晶欠陥評価工
程と、結晶欠陥評価工程による評価結果に基づいて半導
体ウェーハを選別する選別工程とを有することを特徴と
する。

【００２４】すなわち、本発明の測定方法の採用によ
り、半導体ウェーハに生じている結晶欠陥の識別と定量
評価とを的確かつ効率的に行なうことができるので、そ
の評価結果に基づいて半導体ウェーハを選別することに
より、例えば出荷される半導体ウェーハ製品ロットの不
良率が低減され、品質を高めることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （実施の形態１）図２は、本発明に基づくシリコン単結
晶ウェーハの製造方法の、概略工程を示す模式図であ
る。まず、ＦＺ法あるいはＣＺ法等の公知の方法にてシ
リコン単結晶インゴットを製造する。こうして得られる
単結晶インゴットは、一定の抵抗率範囲のブロックに切
断され、さらに外径研削が施される。外径研削後の各ブ
ロックには、オリエンテーションフラットあるいはオリ
エンテーションノッチが形成される。このように仕上げ
られたブロックは、図２（ａ）に示すように、内周刃切
断等のスライサーによりスライシングされる。スライシ
ング後のシリコン単結晶ウェーハの両面外周縁にはベベ
ル加工により面取りが施される。

【００２６】面取り終了後のシリコン単結晶ウェーハ
は、図２（ｂ）に示すように、遊離砥粒を用いて両面が
ラッピングされ、ラップウェーハとなる。次に、図２
（ｃ）に示すように、そのラップウェーハをエッチング
液に浸漬することにより、両面が化学エッチング処理さ
れ、化学エッチウェーハとなる。化学エッチング工程
は、それまでの機械加工工程においてシリコン単結晶ウ
ェーハの表面に生じたダメージ層を除去するために行わ
れる。化学エッチング工程の後には、図２ｄに示すよう
に鏡面研磨工程が行われ、鏡面ウェーハとなる。この鏡
面ウェーハの主表面に、シリコン単結晶層を、公知の気
相成長法に基づいてエピタキシャル成長させると、シリ
コンエピタキシャルウェーハ(以下、単にエピタキシャ
ルウェーハともいう）が得られる。

【００２７】図２（ｅ）に、半導体ウェーハの一種であ
るエピタキシャルウェーハの評価・選別工程の流れを示
している。Ａ１において、ある製品ロットから無作為に
抽出したエピタキシャルウェーハの表面に、例えば約１
μｍの選択エッチングを行い、ウェーハの表面に結晶欠
陥を顕在化させる。結晶欠陥を明らかにするためのエッ
チャントは、エッチング速度が結晶欠陥の周囲に発生す
るひずみ場、あるいは電気的性質の違いに大きく依存す
ることを利用している。こうしたエッチングにより、転
位による欠陥はピラミッド状や卵形などのピットとして
観測され、表面近傍に発生している結晶欠陥を顕在化さ
せることができる。スリップ転位は点状の結晶欠陥の直
線的な集合として観測される。なお、ウェーハ表面に結
晶欠陥を顕在化させるために、選択エッチングの前に熱
処理を施しても良い。

【００２８】次にＡ２において、光散乱式ウェーハ表面
検査装置の一つである前述のパーティクル検出装置によ
り、エピタキシャルウェーハ表面の結晶欠陥分布を測定
する。パーティクル検出装置においては、ウェーハ表面
をレーザー光により走査し、パーティクル等の凸凹から
の光散乱強度を測定することにより、ウェーハ表面にお
けるパーティクルの位置および大きさを測定することが
できる。そして、前述の結晶欠陥も凸凹を有するので、
散乱光強度が周囲の部分よりも高いパーティクルとして
検出され、そのパーティクル位置を示す座標データが、
結晶欠陥検出点データとして取得される。Ａ３では、そ
の取得された結晶欠陥検出点データに対し、結晶欠陥の
定量化を行なうためにデータ処理がなされ、Ａ４でその
処理結果に基づくエピタキシャルウェーハの評価が行わ
れる。そして、その評価結果に基づいて、そのエピタキ
シャルウェーハの属する製品ロットが、良品あるいは不
良品に選別される。

【００２９】図３は、上記Ａ２の測定とＡ３のデータ処
理を行なうための、本発明の一実施例に係る半導体ウェ
ーハの測定装置（以下、単に測定装置ともいう）１００
の電気的構成を示すブロック図である。測定装置１００
は、大きく分けて、結晶欠陥測定機構をなすパーティク
ル検出装置１５０と、結晶欠陥検出点の抽出機構をなす
データ処理用コンピュータ２００との２つの要素から成
り立っている。

【００３０】パーティクル検出装置１５０は、制御用コ
ンピュータ１１１とこれに接続された測定系１０１とを
有する。制御用コンピュータ１１１はＩ／Ｏポート１０
８とこれに接続されたＣＰＵ１０４、ＲＯＭ１０５、Ｒ
ＡＭ１０６、記憶装置としてのハードディスクドライブ
（以下、ＨＤＤと略記する）１０７、さらに入力装置と
してキーボード１０９及びマウス１１０が接続されてい
る。ＨＤＤ１０７には、パーティクル検出装置の動作を
司る制御プログラム１０７ａ、結晶欠陥検出点データを
取り込むためのデータ取込みプログラム１０７ｂ、及び
取り込まれた結晶欠陥検出点のデータファイル１０７ｃ
が記憶されている。また、ＲＡＭ１０６には、制御プロ
グラム１０７ａ及びデータ取込みプログラム１０７ｂの
ワークエリア１０６ａ，１０６ｂと、取り込まれた結晶
欠陥検出点のデータ格納エリア１０６ｃとが形成されて
いる。

【００３１】次に、測定系１０１は、図示しないレーザ
ービームプローブと、そのレーザービームプローブを、
測定対象となる半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと
もいう）の主表面上にて走査するための駆動部とを有す
る。走査駆動は、本実施形態ではウェーハを装着するホ
ルダ（図示せず）を移動させる形にて行なうようにして
いるが、レーザービームプローブ側を駆動するようにし
てもよい。また、走査方式は、Ｘ−Ｙ走査方式と螺旋走
査方式とのいずれを採用してもよいが、本実施の形態で
はＸ−Ｙ走査方式を採用している。従って、駆動部は、
レーザービームプローブをＸ方向及びＹ方向に独立に駆
動するためのＸ駆動モータ１１３及びＹ駆動モータ１１
５と、それらモータのサーボ制御及び回転角度位置を検
出するためのパルスジェネレータ（以下、Ｘ−ＰＧとい
う）１１４及びパルスジェネレータ（以下、Ｙ−ＰＧと
いう）１１６を含む。Ｘ駆動モータ１１３及びＹ駆動モ
ータ１１５は、それぞれ図示しないモータドライバを介
して制御コンピュータ１１１のＩ／Ｏポート１０８に接
続され、制御プログラム１０７ａの実行により駆動制御
される。

【００３２】一方、ウェーハ表面にて散乱されたレーザ
ー光は、Ｉ／Ｏポート１０８に接続された散乱光検出部
（光電子倍増管、フォトダイオードあるいはＣＣＤセン
サなどで構成される）１１７により検出される。そし
て、その散乱光の検出レベル出力はデータインタフェー
ス１０３に入力される。他方、パルスジェネレータ１１
４及び１１６の出力はデータインタフェース１０３を介
してＩ／Ｏポート１０８に入力されるようになってい
る。

【００３３】データインタフェース１０３は、例えば、
図４に示すように、Ｘ−ＰＧ１１４及びＹ−ＰＧ１１６
からのパルス信号を受けてカウントアップするＸ−カウ
ンタ１０３ａ及びＹ−カウンタ１０３ｂと、ゲートＩＣ
１０３ｃ及びコンパレータ１０３ｄ等を有する。各カウ
ンタ１０３ａ，１０３ｂのカウント出力は、レーザービ
ームプローブによる測定位置を一義的に与える。すなわ
ち、測定位置において結晶欠陥に対応したパーティクル
が検出された際に、結晶欠陥検出点のＸ座標およびＹ座
標を与えるものであり、それぞれそのカウンタ出力がゲ
ートＩＣ１０３ｃを介してＩ／Ｏポート１０８に入力さ
れる。なお、カウンタ１０３ａ，１０３ｂの出力は複数
ビットであるが、簡単化のため１本の線で描いている。

【００３４】他方、コンパレータ１０３ｄは、散乱光の
検出レベル出力と閾レベルＶrefとを比較し、検出レベ
ル出力がＶrefよりも大きくなると、ゲートＩＣ１０３
ｃのインヒビット入力端子にデータ取込許容信号を出力
する。これにより、ゲートＩＣ１０３ｃは制御コンピュ
ータ１１１に対し、各カウンタ１０３ａ，１０３ｂのカ
ウント出力、すなわち、結晶欠陥検出点のＸ座標及びＹ
座標のデータを、Ｉ／Ｏポート１０８を介して取り込む
ことを許容する。該データの取り込み処理は、データ取
込みプログラム１０７ｂにより実行され、取り込まれた
データは、結晶欠陥検出点データファイル１０７ｃに格
納される。なお、図４においては、図示はしていない
が、カウンタ出力の後段に、データ取込みが完了するま
でカウンタ出力をラッチ保持させるフリップフロップを
設けることができる。

【００３５】ここで、データ取込み許可信号は、Ｉ／Ｏ
ポート１０８のデータポートに対する割り込みアクセス
を許可する信号として、ＣＰＵ１０４に与えることも可
能である。この場合、図４のゲートＩＣ１０３ｃは省略
することもできる。また、測定点間隔が一様であれば、
結晶欠陥が検出されなかった測定点も含めて、結晶欠陥
検出点データを二値のグラフィックビットマップデータ
（例えば、結晶欠陥が検出された測定点に対応する画素
を「１」に、そうでない測定点に対応する画素を「０」
に設定する）として取り込み、その画素アドレスから各
結晶欠陥検出点の座標を生成することも可能である。

【００３６】次に、データ処理用コンピュータ２００
は、Ｉ／Ｏポート２０８とこれに接続されたＣＰＵ２０
１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置としてのＨ
ＤＤ２０４、入力装置としてのマウス２０６及びキーボ
ード２０７、及び表示装置としてのモニタ２０５を有
し、通信インタフェース２０９，１１２を介して通信線
（あるいは、ＬＡＮ等の通信ネットワーク）２２０によ
り、パーティクル検出装置１５０の制御コンピュータ１
１１に接続されている。

【００３７】ＨＤＤ２０４には、パーティクル検出装置
１５０側から通信線２２０を介して取得した結晶欠陥検
出点データファイル２０４ｂ、その取得した結晶欠陥検
出点データに対する評価処理を行なうデータ処理プログ
ラム２０４ｂ、さらに、その処理により得られた評価結
果を示す評価結果データファイル２０４ｃが記憶されて
いる。また、ＲＡＭ２０３には、データ処理プログラム
２０４ａのワークエリア２０３ａ、取得した結晶欠陥検
出点データの格納エリア２０３ｂ、結晶欠陥検出点デー
タを座標プロット表示するための表示メモリ２０３ｃ、
さらには評価結果データの格納エリア２０３ｄが形成さ
れている。なお、パーティクル検出装置１５０からデー
タ処理用コンピュータ２００への結晶欠陥検出点データ
の転送は、フロッピー（登録商標）ディスクなどの外部
記憶媒体を介して行ってもよいことはもちろんである。
また、データ処理用コンピュータ２００の機能をパーテ
ィクル検出装置１５０の制御コンピュータ１１１に統合
させることもできる。

【００３８】以下、測定装置１００の動作の流れについ
てフローチャートを用いて説明する。図５はパーティク
ル検出装置１５０における検査処理の流れである。この
処理は、制御コンピュータ１１１のＣＰＵ１０４が検出
装置制御プログラム１０７ａの実行により行うものであ
る。まず、Ｓ１において測定するべきウェーハの品番や
ロット番号、製造日付などのウェーハ特定データを入力
する。次に、Ｓ２及びＳ３において装置のホルダにウェ
ーハを装着し、装着が正常に完了すれば測定処理に移
る。図１０は、線状のスリップ転位欠陥ＤＦが形成され
たエピタキシャルウェーハＷの例を示す。この図の例で
はエピタキシャルウェーハＷは面方位が（１００）であ
り、オリエンテーションフラット位置は[１１０]方向を
表す。そして、このオリエンテーションフラットの示す
[１１０]方向がＹ移動方向と一致し、これと主表面内に
て直交する[１-１０]方向がＸ移動方向と一致するよう
に、ウェーハＷはホルダに装着・固定される。なお、ミ
ラー指数における指数の負号は、本明細書では便宜的
に、指数を表す数字の前に付与する形で表示している。

【００３９】図５に戻り、Ｓ４では、図３のＸ駆動モー
タ１１３及びＹ駆動モータ１１５を作動させ、ホルダ位
置を（Ｘ，Ｙ）座標上にて予め定められた原点位置に移
動させ、図４に示すＸ−リセット信号及びＹ−リセット
信号により、Ｘ−カウンタ１０３ａ及びＹ−カウンタ１
０３ｂをリセットする。以下、レーザービームプローブ
の照射位置を、Ｘ−Ｙ座標平面上にてＸ方向を水平方
向、Ｙ方向を垂直方向として走査しながら、各位置にレ
ーザービームを照射し、散乱光測定によりパーティクル
すなわち結晶欠陥検出を行う。すなわち、Ｓ５において
Ｙ座標値ＹkがＹ方向の最初の走査位置Ｙ1となるように
設定し、Ｓ６ではＹ座標値ＸkがＸ方向の最初の走査位
置Ｘ1となるように設定する。これにより、レーザービ
ームプローブは最初の測定位置（Ｘ1，Ｙ1）へ移動す
る。

【００４０】そして、Ｓ７で該測定位置においてウェー
ハを一定時間保持し、主表面にレーザービームが照射し
て、その散乱光を検出する。図４によりすでに説明した
通り、その検出散乱光の強度信号レベルが基準値（閾
値）Ｖrefよりも高ければ（すなわち、その測定位置に
結晶欠陥点が存在していれば）、そのときのＸ−カウン
タ１０３ａ及びＹ−カウンタ１０３ｂのカウンタ値が、
結晶欠陥検出点のＸ座標データ及びＹ座標データとして
取り込まれる（Ｓ８，Ｓ９）。取り込まれたデータは、
図３のＲＡＭ１０６の、結晶欠陥検出点データ格納エリ
ア１０６ｃに格納される。他方、検出散乱光の強度信号
レベルがＶref未満であれば、データ取り込みはなされ
ない（Ｓ９をスキップ）。すなわち、その測定位置には
欠陥点が存在しないとの判断がなされるのである。な
お、このフローチャートでは、閾値との比較ステップを
便宜的にＳ８として表しているが、実際にはこの比較ス
テップは図４のデータインタフェース１０３内にてハー
ドウェア的に行われる（ただし、制御プログラム１０７
ａ中にてソフトウェア的に行ってもよいことはいうまで
もない）。

【００４１】Ｓ１０では、測定位置がＸ方向の限界位置
ＸNに到達したかどうかを判断する。到達していなけれ
ばＳ１１に進み、Ｙ方向の測定位置座標Ｙkの値を固定
したまま、Ｘ方向の測定位置座標Ｘkの値を次の座標値
Ｘk+1に増加させる形で、測定位置の移動を行うととも
に、Ｓ７に戻って以下のＳ９までの処理を繰り返す。他
方、Ｓ１０で測定位置がＸ方向の限界位置ＸNに到達し
ていればＳ１２に進み、Ｙ方向の限界位置ＹNに到達し
たかどうかを同様に判断する。到達していなければＳ１
３にてＹkの値を次の座標値Ｙk+1に増加させ、さらにＳ
６に戻ってＸkの値を初期値Ｘ1に戻す。以下、Ｓ７に戻
って以下のＳ９までの処理を繰り返す。他方、Ｓ１３に
てＹkの値がＹNに到達していれば、すべての測定位置で
の測定が終了したことを意味するから、Ｓ１４に進み、
図７に示すように、取り込まれた結晶欠陥検出点の座標
データ（ｘ，ｙ）の組を、ウェーハ特定データと対応付
ける形にて、結晶欠陥検出点データファイル１０７ｃと
してＨＤＤ１０７に保存する。

【００４２】次に、図６は、データ処理コンピュータ２
００において、データ処理プログラム２０４ａにより実
行される結晶欠陥評価処理の流れの一例を示すものであ
る。まず、Ｓ５１において、評価したいウェーハのウェ
ーハ特定データを入力する。この入力は、ウェーハ特定
データをキーボード２０７により直接入力して行っても
よいし、画面表示されたデータファイルメニューやアイ
コンをマウス２０６により選択する形で行ってもよい。
そして、Ｓ５２に進み、入力されたウェーハ特定データ
に対応する結晶欠陥検出点のデータファイルを、パーテ
ィクル検出装置１００にから通信線２２０を介して取得
することにより読み出す。そして、Ｓ５３では、その読
み出した結晶欠陥検出点のデータをモニタ２０５に画面
表示する。

【００４３】図７は、その画面表示例を示すもので、各
結晶欠陥検出点２が、データのＸ座標値及びＹ座標値に
基づいて画面上に設定された座標平面上にプロットされ
る形で表示される。すなわち、表示機構の機能が実現さ
れている。なお、本実施形態では、ウェーハＷ上の結晶
欠陥発生位置を把握しやすくできるように、ウェーハ外
形線の画像１を合わせて表示するようにしている。

【００４４】図１１の画像では、結晶欠陥検出点２の多
くが、主に［１１０］方向に沿った複数列の直線形態に
配列していることがわかる。これらの検出点は、［１１
０］方向に発生したスリップ転位に由来するものである
ことを示している。そこで、この直線状に配列した検出
点を、選択的に抽出する処理を行う。すなわち、図６の
Ｓ５４においては、まず、結晶欠陥種別名（例えば「ス
リップ転位」）を入力する（これも、マウス２０６によ
りメニュー選択できるようにしておくと便利である）。
次いで、Ｓ５５に進み、抽出領域の設定を行う。

【００４５】図１２は抽出領域の設定例を示している。
例えば、図１１の場合、スリップ転位に対応する検出点
２の列は、ウェーハ外縁部の複数領域にそれぞれ密集し
て形成されている。そこで、図１２（ａ）に示すよう
に、検出点２の各密集領域を個別に取り囲む抽出領域３
を設定することにより、密集領域以外の部分に存在する
検出点(例えば、スリップ転位以外の結晶欠陥や、ある
いはノイズなど結晶欠陥以外の原因に由来するもの）を
除外することができる。

【００４６】なお、抽出領域３の設定方法であるが、例
えば図１２（ｂ）に示すように、検出点プロットの表示
画面上に、マウス２０６（図３）の操作により画面上を
移動するポインタＰを表示させ、該ポインタＰを用いて
領域規定点Ｊ_Ｓ，Ｊ_Eを画面上に入力し、その領域規定
点Ｊ_Ｓ，Ｊ_Eの情報に基づいて抽出領域３を確定する方
法を用いることができる。例えば、図１２（ｂ）におい
ては、対辺がそれぞれＸ軸及びうＹ軸と平行な長方形状
の抽出領域３を設定するために、長方形領域の対角線両
端に位置する２つの頂点Ｊ_Ｓ，Ｊ_Eを定めるようにして
いる。その操作方法としては、マウス２０６によりポイ
ンタＰを始点側頂点Ｊ_Ｓの位置に合わせ、図示しないマ
ウスボタンを押しながらポインタＰを終点側頂点Ｊ_Eの
位置まで移動させる、いわゆるマウスドラッグ操作を用
いることができる。

【００４７】一方、抽出領域３は、図１３に示すよう
に、任意形状の多角形状あるいは閉曲線形状に形成する
ことも可能である。例えば図１３（ａ）は、多角形状の
抽出領域を設定する例であり、抽出したい検出点群Ｕ_０
を取り囲む多角形の各頂点を与える領域規定点Ｊ_１，Ｊ
_２，Ｊ_３，Ｊ_４をマウスクリックによりプロットし、方
形の抽出領域Ａ_１を設定する例を示している。なお、最
後の点Ｊ_４から始点Ｊ_１に戻ってクリックすることで領
域確定処理がなされる。この場合、抽出領域Ａ_１は、多
角形の隣接する頂点間をつなぐ複数のベクトルＶ_１，Ｖ
_２，Ｖ_３，Ｖ_４のデータにより規定される、アウトライ
ン図形オブジェクトとして与えられる。また、図１３
（ｃ）は、スワール等の渦巻状の経路に沿って並ぶ検出
点群５を、上記と同様の方法により設定される多角形状
の抽出領域３により囲んだ例である。なお、領域規定点
間を直線接続することにより多角形状の領域設定が可能
であるが、スプライン曲線などの自由曲線により接続す
れば、抽出領域を任意の閉曲線形状に設定することが可
能である。以上の方法により、抽出領域の設定入力機構
の機能が実現される。

【００４８】図６に戻り、設定された抽出領域は、Ｓ５
６において画面上に描画・表示される。該抽出領域３
は、領域境界線の表示あるいは領域内の塗りつぶし等に
より、画面上に識別可能に表示させることができる。そ
して、Ｓ５７以降では、抽出領域３内外の検出点の識別
と、抽出領域３内の検出点の計数処理となる。ＲＡＭ２
０３（図３）の所定のエリアには、図８に示すように、
各結晶欠陥検出点の座標データと対応付けて抽出フラグ
２５０が設定される。

【００４９】そして、図６のＳ５７では、この抽出フラ
グの記憶値がリセットされ、さらにカウンタｎcの値が
０にセットされる。Ｓ５８では、結晶欠陥検出点のデー
タ点番号ＮDを１にセットし、Ｓ５９で、その番号の座
標データを読み出す。Ｓ６０で、読み出された座標デー
タが、設定された抽出領域３内に位置するかどうかが判
断され、領域内に位置する場合は、そのデータ点に対応
する抽出フラグの値が第一記憶値（本実施形態では
「１」）とされ（Ｓ６１）、領域外に位置する場合は第
二記憶値（本実施形態では「０」）とされる。すなわ
ち、抽出領域の設定入力機構の機能と合わせて選択入力
機構、さらには記憶制御機構の機能が実現されている。
また、領域内のデータ点が見出される毎に、カウンタｎ
cの値がインクリメントされる（Ｓ６２）。そして、Ｓ
６３に進み、次のデータ点があるか否かを判断し、あれ
ばＳ６４に進んでデータ点番号ＮDをインクリメント
し、Ｓ５９に戻ってＳ６２までの処理を繰り返す。すな
わち、抽出結晶欠陥検出点の計数機構の機能が実現され
ている。

【００５０】そして、全てのデータ点についての判定が
終わればＳ６３からＳ６５へ進み、図１３（ｂ）に示す
ように、抽出フラグが「１」となっているデータ点、す
なわち抽出領域内の結晶欠陥検出点の表示状態を、
「０」となっているデータ点、すなわち抽出領域外の結
晶欠陥検出点との間で識別可能となるように変更する
（例えば色彩や明度あるいはプロット点形状の変更によ
る）。これにより、抽出された結晶欠陥検出点がどれで
あるかを画面上にて一目で確認することができる。

【００５１】そして、Ｓ６５に進み、抽出されたデータ
点と、カウンタｎcの値とを、入力された結晶欠陥種別
名及びウェーハ特定データと対応付けて、図９（ａ）に
示すように、評価結果データファイル２０４ｃとして記
憶する。これにより、抽出結晶欠陥検出点の計数機構に
よる計数結果に基づいて結晶欠陥を定量評価する結晶欠
陥評価機構が実現されている。なお、図１２に示す例で
は、スリップ転位に由来する直線形態に配列した結晶欠
陥検出点を抽出・評価しているが、他の種別の欠陥を抽
出・評価する場合は、図６の処理を、Ｓ５４で結晶欠陥
種別名として対応するものの入力を行い、Ｓ５５におい
て、着目している結晶欠陥特有の形態に配列している検
出点が包含されるように抽出領域を設定する形で繰り返
せばよい。これにより、図９（ａ）に示すように、結晶
欠陥種別毎に抽出領域データと、抽出点データとその計
数値とが互いに対応付けられた形にて評価結果データフ
ァイル２０４ｃに記憶される。

【００５２】評価結果データファイル２０４ｃの記憶内
容に基づいて、評価結果は種々の形で出力が可能である
が、例えば図９（ｂ）には、ウェーハ特定データとし
て、ウェーハの品番、ロット番号及び製造日付と、結晶
欠陥種類別の検出点のカウント数とを出力させた例であ
る。なお、出力は図３のモニタ２０５に視覚的に出力し
てもよいし、さらには、プリンタ２１０に印刷出力させ
ることもできる。すなわち、結晶欠陥評価結果の出力機
構の機能が実現されている。例えば特定種別の結晶欠陥
のカウント数が予め定められた限界値を超えていた場
合、そのウェーハあるいは製品ロットを不良と判断し
て、良品から選別することができる。

【００５３】以下、本発明の効果を確認するために行っ
た実験について説明する。まず、半導体ウェーハとして
直径１２５ｍｍ、面方位（１００）のシリコン単結晶基
板に、様々な温度条件で層厚さ約５０μｍのエピタキシ
ャル層を成長したエピタキシャルウェーハを用意した。
そして、抽出する結晶欠陥をスリップ転位として、上記
の測定装置１００を用いた評価を行った。他方、比較の
ため、従来行われている集光灯下での目視検査によって
も同一の試料で評価を行った。すなわちエピタキシャル
ウェーハ表面上のスリップ転位を目視検査で観察し、そ
れらを手作業ですべてスケッチした（図１０はそのスケ
ッチの一例である）。さらに、スケッチされたスリップ
転位の長さを測定し、その累積長を求めることによりス
リップ転位の発生程度を求めた。そして、本発明の評価
方法から得られたスリップ転位起因の結晶欠陥検出点の
個数と目視検査によるスリップ転位の累積長を対応さ
せ、比較したのが図１７である。このように目視検査と
本発明の手法とは、結晶欠陥の発生状況を定量的に評価
する上で、良い相関があることが確認できた。

【００５４】（実施の形態２）実施の形態１では、結晶
欠陥検出点の抽出を、抽出領域を手動設定する形で行っ
ていたが、特定形態に配列する結晶欠陥検出点を、プロ
グラム処理により自動的に識別・抽出するようにするこ
とも可能である。図１４は、スリップ転位を自動抽出処
理するプログラムルーチンの一例を示す概略フローチャ
ートである。すでに、図５の検査処理が終了し、結晶欠
陥検出点のデータファイルが作成済みであるとして、Ｓ
１０１では、ウェーハの面方位を入力する。これは、ウ
ェーハの主表面に現れるスリップ転位の方向が、該主表
面内に位置する劈開方向に一致するので、主表面内に現
れるスリップ転位の発生方向がウェーハの面方位により
異なるためである。シリコン単結晶ウェーハの劈開方向
である＜１１０＞方向は、図１（ａ)に示すように、
（１００）ウェーハでは２方向に、同図（ｂ）に示すよ
うに、（１１１）ウェーハにおいては３方向に現れ、ス
リップ転位に由来する結晶欠陥検出点も、これらに沿っ
て配列することとなる。そして、これらウェーハ主表面
上の劈開方向に沿って、Ｘ−Ｙ座標表示により規定した
結晶欠陥の配列方向ベクトルλ_k（＝λ_１、λ_２‥）
を、ウェーハの面方位の種別毎に予め記憶しておく。

【００５５】図４のＳ１０２では、入力された面方位に
対応する結晶欠陥の配列方向ベクトルλのデータを読み
出す。Ｓ１０３では、後述する抽出フラグとラベリング
フラグとをリセットする。そして、Ｓ１０４では、配列
方向ベクトルλkのうち最初のものを読み出し、Ｓ１０
５では、図５（ａ）に示すように、読み出したλkがＸ
軸と平行となるように、結晶欠陥検出点の各座標データ
に、例えばウェーハ主表面の中心周りの回転変換を施
す。図１６に示すように、λk毎に変換後の座標値は、
それぞれ抽出フラグ及びラベリングフラグを一対一に対
応させる形にて、抽出処理テーブル３００上に記憶させ
る。この変換処理により、λkに沿う向きに配列する検
出点が存在していれば、それら検出点の配列はＸ軸とほ
ぼ平行な向きに方向変換される。なお、抽出フラグに
は、抽出を行うか否かを示す「１」又は「０」の値が、
ラベリングフラグにはラベリング番号Ｍ（例えばＭ＝
０，１，２，３，‥：ただし、Ｍ＝０は未ラベリングで
あることを示す）がそれぞれ格納される。

【００５６】図１４に戻り、Ｓ１０６でラベリング番号
Ｍを「１」として、Ｓ１０７で連続点数カウンタＮの値
をリセットする。そして、Ｓ１０８で、ラベリングフラ
グが「０」となっているデータ点のうち、Ｙ座標が最大
のものを抽出し、その点を基準点Ｓとする。処理開始時
は全てのデータ点のラベリングフラグが「０」となって
いるから、全データ点のうちＹ座標が最大のものが選択
されることとなる。なお、Ｘ方向に連続配列する検出点
の先頭のものをより確実に選択するには、Ｙ座標が最大
のものを一旦選択し、そのＹ座標値を基準値として、該
基準値を含む一定の範囲内にＹ座標値が入っている検出
点を全て抽出し、その抽出された検出点のうちＸ座標が
最小のものを選択するようにすればよい。Ｓ１０７で
は、その選択に伴い連続点数カウンタＮの値をインクリ
メントし、Ｓ１１０で、図１５（ｂ）に示すように、基
準点Ｓを通ってＸ軸と平行な基準線Ｌを生成する。

【００５７】そして、Ｓ１１１で、図１５（ｂ）に示す
ように、予め定められた連続限界距離をΔＸとして、Ｘ
座標が基準点ＳのＸ座標から＋ΔＸの範囲内にあり、予
め定められた直線配列限界距離をαとして、基準線Ｌに
対しＹ方向の離間距離が±αである条件（以下、連続点
条件という）を満たす検出点が存在するかどうかを判定
する。該条件を満たす検出点が存在した場合は、その点
Ｔを、基準点に対し同一直線上にて連続配列する検出点
としてＳ１１２に進み、連続点数カウンタＮの値をイン
クリメントする。そして、Ｓ１１３では、該点Ｔのラベ
リングフラグに対し、そのとき設定されているラベリン
グ番号Ｍをセットし、Ｓ１１４で該点Ｔを基準点Ｓとし
て再設定した後Ｓ１１１に戻り、以下の処理を繰り返
す。従って、Ｘ軸方向（すなわち、配列方向ベクトルλ
kの方向）に連なる連続点条件を満たす点群は、この処
理により全て同じラベリング番号Ｍが付与されることと
なる。他方、Ｓ１１１で、連続点条件を満たす検出点が
存在しなかった場合はＳ１１５に進み、その時点で連続
点数カウンタＮの値がいくつであるかを確認する。この
値がもし、予め定められた基準連続数Ｎb以上であれ
ば、それらの点群はλk方向に発生したスリップ転位に
由来するものとして判断し、ラベリング番号がＭとなっ
ているそれら点の抽出フラグの値を全て「１」とする。

【００５８】他方、連続点数カウンタＮの値が基準連続
数Ｎb以下であった場合は、それらの点群はλk方向にの
スリップ転位とは無関係なものと判定し、Ｓ１１７に進
んで、Ｍにセットされているラベリングフラグを、すべ
て退避用フラグ値Ｍmaxに再セットする。Ｍmaxの付与さ
れた点は、別の向きのスリップ転位に由来する可能性が
あるため、λkの向きを変えて行う繰り返しルーチンの
実行時にはリセットできるようにしておくのである。

【００５９】上記の処理においては、Ｓ１０８におい
て、最初に設定された基準点（以下、連続基端点とい
う）を通るように基準線Ｌが設定された後、これに連な
る連続点に対しては、連続点条件判定のための基準点と
しての地位は順次隣の点に引き継がれてゆくが、基準線
Ｌの位置は連続点の列が途切れるまでは変更されない。
従って、図１５（ｄ）に示すように、基準線Ｌから異な
る方向に連続点が生じていた場合に、最初の数点はＹ方
向の距離が条件内となることもありえる。しかしなが
ら、連続基端点から離れるに従って基準線Ｌからの距離
は次第に大きくなり、やがて確実に直線配列限界距離α
を超えるに至るので、基準連続数Ｎbを、上記要因にて
発生する可能性のある連続点数よりも大きく設定してお
けば、これらの点は着目している向きのスリップ転位に
は属さないものと確実に判定することができる。しかも
退避用フラグ値Ｍmaxの付与及びリセット処理により、
本来これらの点が属するべき方向のスリップ転位の評価
時には、これらの点は未評価点群に再帰属させることが
できるので、評価精度を高めることができる。また、上
記処理によれば、図１５（ｅ）に示すように、ノイズ等
の要因により、どの方向にも属さない孤立した検出点Ｓ
が存在する場合に、配列方向ベクトルλkをどのように
変更して評価しようとも、これに連なると判定される検
出点は発生しないことになり、スリップ転位起源の検出
点からこれを確実に除外することができる。

【００６０】図１４に戻り、Ｓ１１８に進んで、ラベリ
ングフラグが「０」の点がまだ残っているかどうかを判
定する。否であれば、Ｓ１１９に進み、ラベリング番号
Ｍを変更、例えばインクリメントし、Ｓ１０７に返って
以下の処理を繰り返す。Ｓ１０８では、ラベリングフラ
グが「０」（未評価）の検出点のみを対象として基準点
の選択が行われ、さらに、Ｓ１１１ではラベリングフラ
グが「０」の連続点が存在するかどうかを判定するよう
になっている。従って、繰り返しの処理では、すでにラ
ベリングされて評価済みのデータは評価対照から外さ
れ、残った未評価検出点に対する評価が継続されてゆ
く。例えば、図１５（ｃ）に示すように、同じ基準線上
にて連続点の途切れが発生している場合、途切れ区間の
後に現れる検出点列には別のラベリング番号が付与され
ることになる。従って、同じラベリング番号が付与され
ている検出点列の点数を個別にカウントすれば、そのカ
ウント値に基づいて、ウェーハ上に発生しているスリッ
プ転位の長さを、それぞれ個別に求めることが可能とな
り、例えばスリップ転位長の分布や平均値なども容易に
求めることができる。

【００６１】他方、上記処理では、ルーチンの繰り返し
を行う毎に、その時点でのＹ座標最大のものを基準点と
して選択するようになっているから、何度か処理を繰り
返すうちに必ず全ての検出点の評価が終了することにな
る。この状態では、各点のラベリングフラグには、
「０」以外の何らかのラベリング番号が付与されている
ことになる。なお、λk方向に発生したスリップ転位に
由来しない測定点には、退避用ラベリング番号Ｍmaxが
付与されており、それら点の抽出フラグの値は「０」の
ままである。従って、Ｓ１１８において、もはやラベリ
ングフラグが「０」の検出点が残っていないことが判明
すれば、ループを脱出してＳ１２０へ進み、配列方向ベ
クトルλkを次のものと入れ替える。Ｓ１２１は、未使
用の配列方向ベクトルが残っているかどうかの判断ステ
ップであり、残っていれば次の配列方向ベクトルλk+1
を選択・設定する。そして、Ｓ１２２に進み、先の評価
ルーチンで退避用フラグ値Ｍmaxが付与されたラベリン
グフラグを全て「０」にリセットし、Ｓ１０５に戻っ
て、新たに設定された配列方向ベクトルλkとＸ軸方向
とが一致するように座標データの回転変換を再度行う。
以下の処理は、ラベリングフラグが「０」にリセットさ
れた測定点のみが評価の対象となる点を除き、全く同じ
である。

【００６２】全ての配列方向ベクトルについて上記の処
理が終了すれば、Ｓ１２１からＳ１２３へ進み、全ての
検出点の、抽出フラグの値を確認する。抽出フラグの値
が「１」となっている検出点は、どれかの配列方向ベク
トルの向きに現れたスリップ転位に由来するものである
と考えられるから、その点数をカウントすれば、Ｓ１２
４でこれをスリップ転位の合計欠陥点数（スリップ転位
の合計長を反映したパラメータである）として求めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリコンエピタキシャルウェーハに発生する各
種の結晶欠陥を模式的に示す図。

【図２】シリコンエピタキシャルウェーハの製造工程を
模式的に示す説明図。

【図３】本発明の半導体ウェーハ測定装置の電気的構成
の一例を示すブロック図。。

【図４】図３のデータインタフェースの構成例を示す回
路図。

【図５】図３の測定装置における検査処理の流れを示す
フローチャート。

【図６】同じく結晶欠陥評価処理の流れを示すフローチ
ャート。

【図７】結晶欠陥検出点データファイルの内容を示す概
念図。

【図８】抽出フラグの概念図。

【図９】評価結果データファイルの内容をその出力例と
ともに示す概念図。

【図１０】スリップ転位が形成されたシリコンエピタキ
シャルウェーハの一例を示すスケッチ図。

【図１１】図１０のシリコンエピタキシャルウェーハに
対する結晶欠陥の検出出力を示す図。

【図１２】図１１にて検出された結晶欠陥検出点群に対
する抽出領域の設定例を示す図。

【図１３】多角形状の抽出領域の設定例をいくつか示す
説明図。

【図１４】スリップ転位を自動抽出するアルゴリズムの
一例を示すフローチャート。

【図１５】図１４の処理の流れを模式的に説明する図。

【図１６】図１４の処理において用いる抽出処理テーブ
ルの概念を示す図。

【図１７】本発明の測定方法による結晶欠陥評価結果
と、従来法にて行った結晶欠陥評価結果との相関を示す
グラフ。

【符号の説明】

Ｗ シリコンエピタキシャルウェーハ（半導体ウェー
ハ） ２ 結晶欠陥検出点 ３ 抽出領域 １００ 半導体ウェーハの測定装置 １５０ パーティクル検出装置（結晶欠陥測定機構、光
散乱式ウェーハ表面検査装置） ２００ データ処理コンピュータ（結晶欠陥検出点の抽
出機構、抽出結晶欠陥検出点の計数機構、結晶欠陥の評
価機構、記憶制御機構） ２０４ ハードディスクドライブ（評価結果の記憶機
構） ２０５ モニタ（表示機構、結晶欠陥評価結果の出力機
構） ２０６ マウス（選択入力機構、抽出領域の設定入力機
構） ２１０ プリンタ（結晶欠陥評価結果の出力機構）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB06 AC11 BA10 BC05 CB05 DA07 EA12 EA14 EA21 EB01 ED01 ED09 4G077 AA02 BA04 CF10 GA06 4M106 AA01 BA05 CA27 CA42 CA43 CA50 DA15 DH03 DH12 DH32 DJ14 DJ20 DJ21

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶欠陥検査装置を用いることにより、
   半導体ウェーハに生じている結晶欠陥の分布を結晶欠陥
   検出点の集合として測定する結晶欠陥の測定工程と、 特定結晶欠陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出点
   を前記結晶欠陥検出点の集合から抽出する結晶欠陥検出
   点の抽出工程と、を有することを特徴とする半導体ウェ
   ーハの測定方法。
2. 【請求項２】 前記結晶欠陥検出点の抽出工程により抽
   出された結晶欠陥検出点の配列形態に応じて、半導体ウ
   ェーハに形成されている結晶欠陥を識別することを特徴
   とする請求項１記載の半導体ウェーハの測定方法。
3. 【請求項３】 前記結晶欠陥検出点の抽出工程の後に、
   抽出された前記結晶欠陥検出点の個数を計数し、その計
   数結果に基づいて前記半導体ウェーハに生じている結晶
   欠陥を定量評価することを特徴とする請求項１又は２に
   記載の半導体ウェーハの測定方法。
4. 【請求項４】 前記結晶欠陥の定量評価は、前記結晶欠
   陥検出点の配列形態に応じて識別された結晶欠陥毎に、
   結晶欠陥検出点の個数を計数することにより行なうこと
   を特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハの測定方
   法。
5. 【請求項５】 前記結晶欠陥検出点の抽出工程におい
   て、前記測定された結晶欠陥検出点の集合を表示装置の
   画面上に表示し、該画面上にて前記結晶欠陥検出点の抽
   出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウ
   ェーハの測定方法。
6. 【請求項６】 前記結晶欠陥検出点の集合を表示する前
   記表示装置の画面上において抽出領域を設定し、設定さ
   れた領域内の結晶欠陥検出点を抽出することを特徴とす
   る請求項５に記載の半導体ウェーハの測定方法。
7. 【請求項７】 前記画面上に表示される前記結晶欠陥点
   の集合のうち、特定の結晶欠陥に特有の形態に配列する
   結晶欠陥検出点を取り囲むように前記抽出領域を設定す
   ることを特徴とする請求項６記載の半導体ウェーハの測
   定方法。
8. 【請求項８】 前記結晶欠陥の測定工程において、前記
   結晶欠陥検出装置として光散乱式ウェーハ表面検査装置
   を使用することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウ
   ェーハの測定方法。
9. 【請求項９】 前記半導体ウェーハは、選択エッチング
   により結晶欠陥が顕在化したものであることを特徴とす
   る請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体ウェーハ
   の測定方法。
10. 【請求項１０】 前記結晶欠陥はスリップ転位であるこ
    とを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の半
    導体ウェーハの測定方法。
11. 【請求項１１】 結晶欠陥検査装置を用いることによ
    り、半導体ウェーハに生じている結晶欠陥の分布を結晶
    欠陥検出点の集合として測定する結晶欠陥の測定工程
    と、 特定の結晶欠陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出
    点を前記結晶欠陥検出点の集合から抽出する結晶欠陥検
    出点の抽出工程と、 前記結晶欠陥検出点の抽出工程による抽出結果に基づい
    て半導体ウェーハの結晶欠陥を評価する結晶欠陥評価工
    程と、 前記結晶欠陥評価工程による評価結果に基づいて前記半
    導体ウェーハを選別する選別工程と、 を有することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
12. 【請求項１２】 半導体ウェーハに生じている結晶欠陥
    の分布を結晶欠陥検出点の集合として測定する結晶欠陥
    測定機構と、 記憶された結晶欠陥検出点の集合データのうち、特定の
    結晶欠陥に特有な配列形態に属する結晶欠陥検出点のデ
    ータを抽出する結晶欠陥検出点の抽出機構と、 を有することを特徴とする半導体ウェーハの測定装置。
13. 【請求項１３】 前記結晶欠陥検出点の抽出機構により
    抽出された結晶欠陥検出点の個数を計数する抽出結晶欠
    陥検出点の計数機構と、 該抽出結晶欠陥検出点の計数機構による計数結果に基づ
    いて結晶欠陥を定量評価する結晶欠陥評価機構と、 前記計数された結晶欠陥検出点の個数を評価結果として
    出力する結晶欠陥評価結果の出力機構と、 を有することを特徴とする請求項１２に記載の半導体ウ
    ェーハの測定装置。
14. 【請求項１４】 前記結晶欠陥検出点の抽出機構により
    抽出された結晶欠陥検出点の配列形態に応じて識別され
    た結晶欠陥の種別を、前記結晶欠陥評価機構が行った評
    価結果の内容と対応付けて記憶する評価結果の記憶機構
    を有することを特徴とする請求項１２又は１３のいずれ
    かに記載の半導体ウェーハの測定装置。
15. 【請求項１５】 前記結晶欠陥の測定機構が測定した各
    結晶欠陥検出点の集合データを記憶する結晶欠陥検出点
    の座標データ記憶機構と、その記憶された結晶欠陥検出
    点の集合データに基づいて前記半導体ウェーハ上の前記
    結晶欠陥検出点の分布形状を画面上に表示する表示機構
    を備え、 前記結晶欠陥検出点の抽出機構は、前記表示機構の画面
    上に表示された結晶欠陥検出点の分布形状を参照しつ
    つ、特有の形態に配列する結晶欠陥検出点のデータを、
    前記特定の結晶欠陥検出点に対応するデータとして選択
    するための選択入力機構と、 選択された結晶欠陥検出点のデータを、選択されていな
    い結晶欠陥検出点のデータと識別可能な状態で前記結晶
    欠陥検出点の座標データ記憶機構に記憶させる記憶制御
    機構とを備え、 前記抽出結晶欠陥の検出点計数機構は、その選択された
    結晶欠陥検出点のデータ点数を計数することを特徴とす
    る請求項１２又は１４のいずれかに記載の半導体ウェー
    ハの測定装置。
16. 【請求項１６】 前記選択入力機構は、前記表示機構の
    画面上において抽出領域を設定する抽出領域の設定入力
    機構を備え、 前記記憶制御機構は、設定された抽出領域内の結晶欠陥
    検出点のデータを、前記選択された結晶欠陥検出点のデ
    ータとして前記結晶欠陥検出点の座標データ記憶機構に
    記憶させることを特徴とする請求項１５に記載の半導体
    ウェーハの測定装置。
17. 【請求項１７】 前記結晶欠陥の測定機構は、光散乱式
    ウェーハ表面検査装置であることを特徴とする請求項１
    ２又は１５のいずれかに記載の半導体ウェーハの測定装
    置。