JP4836626B2 - Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus - Google Patents
Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4836626B2 JP4836626B2 JP2006083333A JP2006083333A JP4836626B2 JP 4836626 B2 JP4836626 B2 JP 4836626B2 JP 2006083333 A JP2006083333 A JP 2006083333A JP 2006083333 A JP2006083333 A JP 2006083333A JP 4836626 B2 JP4836626 B2 JP 4836626B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- defect
- irradiation
- excitation light
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
本発明は、フォトルミネッセンスを用いて半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査方法、およびフォトルミネッセンスを用いて半導体基板の欠陥を検出する検査装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor substrate inspection method for detecting defects in a semiconductor substrate using photoluminescence, and an inspection apparatus for detecting defects in a semiconductor substrate using photoluminescence.
シリコンウェハなどの半導体基板に半導体集積回路を形成する場合、半導体基板に存在する結晶欠陥は、半導体集積回路の正常動作を妨げる原因となる。また、半導体集積回路の微細化にともない、以前は問題とならなかった半導体基板の微小な結晶欠陥が回路の正常動作を妨げる要因として顕在化してきている。 When a semiconductor integrated circuit is formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, crystal defects present on the semiconductor substrate cause a normal operation of the semiconductor integrated circuit. In addition, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, minute crystal defects on a semiconductor substrate that have not been a problem in the past have become apparent as factors that hinder the normal operation of the circuit.
例えば、配線ルールが0.35μmとなった時点で、それ以前のデザインルールでは問題にならなかった約0.1μmサイズのボイド欠陥が顕在化した。ボイド欠陥とは、シリコン結晶成長中に形成された原子空孔の凝集体である。ボイド欠陥の形態は一辺が約0.1μmの正八面体構造である(例えば非特許文献1参照)。 For example, when the wiring rule becomes 0.35 μm, a void defect having a size of about 0.1 μm, which was not a problem with the previous design rule, became apparent. A void defect is an aggregate of atomic vacancies formed during silicon crystal growth. The form of the void defect is a regular octahedral structure with a side of about 0.1 μm (see, for example, Non-Patent Document 1).
上記のボイド欠陥は、シリコン結晶内で、結晶の成長条件に依存する特異な分布を持つことが知られている(例えば非特許文献2参照)。 It is known that the void defect has a unique distribution depending on the crystal growth conditions in the silicon crystal (see, for example, Non-Patent Document 2).
図1は、シリコンインゴットにおける典型的な欠陥分布を模式的に示したものである。図1を参照するに、シリコンインゴットは、大別して上から4つの領域(領域A、領域B、領域C、および領域D)に分類される。上記の4つの領域のうち、領域Cは実質的に無欠陥領域であるが、領域A、B、Dは欠陥が発生する領域となっている。欠陥の種類と分布はシリコン結晶の成長速度Vと固液界面における温度勾配Gの比V/Gによって決まることが知られている(例えば非特許文献3参照)。 FIG. 1 schematically shows a typical defect distribution in a silicon ingot. Referring to FIG. 1, the silicon ingot is roughly classified into four regions (region A, region B, region C, and region D) from the top. Of the above four regions, region C is a substantially defect-free region, but regions A, B, and D are regions where defects occur. It is known that the type and distribution of defects are determined by the growth rate V of the silicon crystal and the ratio V / G of the temperature gradient G at the solid-liquid interface (see, for example, Non-Patent Document 3).
例えば、ボイド欠陥は、V/Gの値が大きいときに発生し、図1の領域Aにおもに発生する。また、V/Gの値を小さくしていくと、例えば領域Bにみられるような別種の欠陥が発生する。この領域Bに属するシリコンでは、ウェハへの加工後、酸化熱処理を施すと積層欠陥が発生する。この領域Bにみられる欠陥は、酸化誘起積層欠陥(Oxidation induced stacking faults、略してOSFと呼ばれる場合がある)と呼ばれている。また、領域Bは、シリコンウェハにリング状に分布することからOSFリング領域と呼ばれている。 For example, a void defect occurs when the value of V / G is large and occurs mainly in the region A in FIG. Further, when the value of V / G is decreased, another type of defect such as that seen in the region B occurs. In the silicon belonging to the region B, stacking faults occur when an oxidation heat treatment is performed after processing the wafer. The defects found in the region B are called oxidation induced stacking faults (sometimes called OSF for short). The region B is called an OSF ring region because it is distributed in a ring shape on the silicon wafer.
さらにV/Gの値を小さくしていくと、領域Cにみられるような無欠陥領域を形成することができるが、V/Gの値がさらに小さくなると、領域Dにみられるように新たな欠陥が発生する。領域Dに発生する欠陥は、格子間シリコン原子が凝集した転位ループである。 If the value of V / G is further reduced, a defect-free region as seen in region C can be formed. However, if the value of V / G is further reduced, a new region as shown in region D is obtained. Defects occur. The defect generated in the region D is a dislocation loop in which interstitial silicon atoms are aggregated.
上記のシリコンインゴット全体に対して無欠陥領域である領域Cの割合は限られている。また、インゴット内での領域Cの場所の特定には多大な工数が掛かり、さらに無欠陥領域を形成するためには引き上げ速度を低く抑えることが必要である。したがって、無欠陥領域である領域Cのみを製品(ウェハ)に用いることは実質的に困難である。 The ratio of the region C that is a defect-free region to the entire silicon ingot is limited. Further, it takes a great deal of man-hours to specify the location of the region C in the ingot, and it is necessary to keep the pulling speed low in order to form a defect-free region. Therefore, it is substantially difficult to use only the region C which is a defect-free region for a product (wafer).
このため、例えば、欠陥(ボイド欠陥)はあるものの、引き上げ速度を大きくして形成することが可能である領域Aが有効に活用されることが好ましい。例えば、配線ルールが0.35μm以降の微細なデバイスに領域Aから形成されたシリコンウェハを用いるため、ウェハをアニールしてボイド欠陥を消滅させて用いる方法が提案されていた。このようなウェハをアニールドウェハと呼ぶ場合がある。 For this reason, for example, it is preferable that the region A that has a defect (void defect) but can be formed at a high pulling rate is effectively used. For example, since a silicon wafer formed from the region A is used for a fine device having a wiring rule of 0.35 μm or later, a method of annealing the wafer to eliminate void defects has been proposed. Such a wafer may be called an annealed wafer.
このように、シリコンインゴットを有効に活用するためには、上記の領域の特定が必要となる。この場合、領域BのOSFリング領域が、領域Aと領域Cの大きな境界となるため、OSFリング領域を特定することが特に重要となる。 As described above, in order to effectively use the silicon ingot, it is necessary to specify the above-described region. In this case, since the OSF ring region in the region B becomes a large boundary between the region A and the region C, it is particularly important to specify the OSF ring region.
上記のOSFリング領域(領域B)には、結晶成長の段階で微小な酸素析出物が形成されている。そのため、OSFリング領域に係るシリコンを酸化すると、格子間原子が酸素析出物を核として凝集し、エキストリンシックな積層欠陥が形成される。そのような積層欠陥は格子歪を伴うため、OSFリング領域はX線トポグラフにより識別可能である。したがって、シリコンウェハを熱処理(酸化処理)した後でX線トポグラフ測定を行い、OSFリング領域を特定する方法がとられる場合があった。 In the OSF ring region (region B), minute oxygen precipitates are formed at the stage of crystal growth. Therefore, when silicon related to the OSF ring region is oxidized, interstitial atoms aggregate with oxygen precipitates as nuclei, and an extrinsic stacking fault is formed. Since such stacking faults are accompanied by lattice distortion, the OSF ring region can be identified by X-ray topography. Therefore, there has been a case where X-ray topographic measurement is performed after the silicon wafer is heat-treated (oxidation treatment) to specify the OSF ring region.
また、OSFリング領域は、熱処理(酸化処理)前の段階においても酸素析出物密度が高いため、熱処理後の酸素析出物密度は領域A、領域Cと比べて著しく高くなる。したがって熱処理(酸化処理)後に酸素析出物密度を評価してOSFリング領域を特定してもよい。
しかし、従来のOSFリング領域を特定する方法では、いずれの場合も熱処理(酸化処理)が必要となるため、当該方法を実施するためには多大な時間がかかることが問題となっていた。 However, the conventional methods for specifying the OSF ring region require a heat treatment (oxidation treatment) in any case, so that it takes a long time to implement the method.
例えば、従来の酸素析出物評価のためには、シリコンを600℃から800℃の温度での数時間処理した後に、さらに1000℃から1100℃の温度で数十時間処理する必要があった。この場合、領域Bの評価だけで数日を要することになる。さらに、従来の領域Bの検出方法では熱処理が必要となるため、製品ウェハを検査することは困難であった。このため、欠陥領域の検査に係る工程管理を行うことが困難となっていた。したがって、結晶成長の不具合による欠陥領域の変化が半導体デバイスの特性劣化や半導体デバイスの製造の歩留まり低下という問題を引き起こしてきた。 For example, for conventional oxygen precipitate evaluation, it was necessary to treat silicon at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. for several hours and then to treat it at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. for several tens of hours. In this case, it takes several days only for the evaluation of the area B. Furthermore, since the conventional method for detecting the region B requires heat treatment, it has been difficult to inspect the product wafer. For this reason, it has been difficult to perform process management related to the inspection of a defective area. Therefore, a change in the defect region due to a defect in crystal growth has caused problems such as deterioration of the characteristics of the semiconductor device and a decrease in the yield of manufacturing the semiconductor device.
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な半導体基板の検査方法、および半導体基板の検査装置を提供することを統括的課題としている。 In view of this, the present invention has a general object to provide a new and useful semiconductor substrate inspection method and semiconductor substrate inspection apparatus that solve the above-described problems.
本発明の具体的な課題は、良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査方法、および良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査装置を提供することである。 A specific object of the present invention is to provide a semiconductor substrate inspection method for detecting defects in a semiconductor substrate with good efficiency and a semiconductor substrate inspection apparatus for detecting defects in a semiconductor substrate with good efficiency.
本発明の第1の観点では、上記の課題を、半導体基板に励起光を照射する照射工程と、前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理工程と、を有し、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出する半導体基板の検査方法であって、前記半導体基板はシリコン基板であり、前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥である半導体基板の検査方法により、解決する。 In the first aspect of the present invention, the above-described problems are detected in the irradiation step of irradiating the semiconductor substrate with excitation light, the detection step of detecting light emission by photoluminescence due to the irradiation of the excitation light, and the detection step. A data processing step for processing the emission data to detect defects in the semiconductor substrate, and detecting the emission by irradiating the excitation light until the temporal change rate of the emission intensity becomes substantially constant. by, method of inspecting a semi-conductor substrate you detect the defect, the semiconductor substrate is a silicon substrate, the defects, the inspection method of a semiconductor substrate is a defect in the OSF ring region and resolve.
上記の検査方法では、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射しているため、当該発光の検出による欠陥の検出が容易となっている。このため、熱処理や酸化処理などの特定の処理を行うことなく、半導体基板の欠陥の検出が可能になる効果を奏する。また、欠陥領域の検査に係る工程管理を行うことが可能となり、半導体デバイスの製造の歩留まりを良好とすることができる。 In the above inspection method, the excitation light is irradiated until the temporal change rate of the intensity of the emitted light becomes substantially constant, so that it is easy to detect a defect by detecting the emitted light. For this reason, there is an effect that the defect of the semiconductor substrate can be detected without performing a specific process such as a heat treatment or an oxidation process. In addition, it becomes possible to perform process management related to the inspection of the defect area, and the yield of manufacturing semiconductor devices can be improved.
本発明の第2の観点では、上記の課題を、半導体基板に励起光を照射する照射部と、前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、前記検出部で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理部と、を有し、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出するよう構成されている半導体基板の検査装置であって、前記半導体基板はシリコン基板であり、前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥である半導体装置の検査装置により、解決する。 In the second aspect of the present invention, the above-mentioned problem is detected by the irradiation unit that irradiates the semiconductor substrate with excitation light, the detection unit that detects light emission by photoluminescence due to the irradiation of the excitation light, and the detection unit. A data processing unit that processes emission data to detect defects in the semiconductor substrate, and detects the emission by irradiating the excitation light until the temporal change rate of the emission intensity becomes substantially constant. by, there is provided an inspection apparatus of a semi-conductor substrate that is configured to detect the defect, the semiconductor substrate is a silicon substrate, the defects, the inspection apparatus of a semiconductor device is defective in the OSF ring region ,Resolve.
上記の検査装置によれば、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射しているため、当該発光の検出による欠陥の検出が容易となる。このため、熱処理や酸化処理などの特定の処理を行うことなく、半導体基板の欠陥の検出が可能になる効果を奏する。また、欠陥領域の検査に係る工程管理を行うことが可能となり、半導体デバイスの製造の歩留まりを良好とすることができる。 According to the above inspection apparatus, since the excitation light is irradiated until the temporal change rate of the emission intensity becomes substantially constant, it becomes easy to detect a defect by detecting the emission. For this reason, there is an effect that the defect of the semiconductor substrate can be detected without performing a specific process such as a heat treatment or an oxidation process. In addition, it becomes possible to perform process management related to the inspection of the defect area, and the yield of manufacturing semiconductor devices can be improved.
本発明の第3の観点では、上記の課題を、シリコン基板に励起光を照射する照射工程と、前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理工程と、を有し、前記照射工程において、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することにより、前記シリコン基板中のOSFリング領域の欠陥を検出する半導体基板の評価方法により、解決する。 In the third aspect of the present invention, the above-described problems are detected by the irradiation step of irradiating the silicon substrate with excitation light, the detection step of detecting light emission by photoluminescence due to the irradiation of the excitation light, and the detection step. A data processing step for processing emission data, and in the irradiation step, the silicon substrate is irradiated with the excitation light for a period of time until the time change rate of the emission intensity becomes substantially constant. The problem is solved by a semiconductor substrate evaluation method that detects defects in the OSF ring region inside .
上記の半導体基板の評価方法では、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射しているため、半導体基板の評価の精度が良好となる。 In the semiconductor substrate evaluation method described above, the excitation light is irradiated until the temporal change rate of the emission intensity becomes substantially constant, so that the accuracy of evaluation of the semiconductor substrate is improved.
本発明の第4の観点では、上記の課題を、シリコン基板に励起光を照射する照射部と、前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理部と、を有し、前記照射部は、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することにより、前記シリコン基板中のOSFリング領域の欠陥を検出する半導体基板の評価装置により、解決する。 In the fourth aspect of the present invention, the above-described problem is detected by the irradiation unit that irradiates the silicon substrate with excitation light, the detection unit that detects light emission by photoluminescence due to the irradiation of the excitation light, and the detection step. A data processing unit for processing luminescence data, and the irradiating unit irradiates the excitation light for a period of time until the time change rate of the intensity of the luminescence becomes substantially constant, thereby the silicon substrate. This is solved by a semiconductor substrate evaluation apparatus that detects defects in the OSF ring region therein.
上記の半導体基板の評価装置では、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射しているため、半導体基板の評価の精度が良好となる。 In the semiconductor substrate evaluation apparatus described above, since the excitation light is irradiated until the time change rate of the emission intensity becomes substantially constant, the evaluation accuracy of the semiconductor substrate is good.
本発明によれば、良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査方法、および良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the inspection method of the semiconductor substrate which detects the defect of a semiconductor substrate with favorable efficiency, and the inspection apparatus of the semiconductor substrate which detects the defect of a semiconductor substrate with favorable efficiency.
本発明に係る半導体基板の検査方法(検査装置)では、フォトルミネッセンス法を用いて、半導体基板の欠陥を検出する。フォトルミネッセンス法とは、測定対象となる、例えばシリコンウェハよりなる半導体基板に、シリコンのバンドギャップよりもエネルギーの高い波長をもつレーザ光を照射し、それにより発生する発光を測定する方法である。半導体のバンドギャップよりも大きい光子エネルギーの光を励起源に用いて、当該半導体に励起光を照射し吸収させると、非平衡の電子・正孔が生じる。それらはいくつかの準安定状態を経由し、さらに再結合することによって初めの熱平衡状態にもどる。この過程で発光性再結合により放出された光がフォトルミネッセンスによる発光であり、当該発光の検出によって試料の分析・検査などを行う方法がフォトルミネッセンス法と呼ばれている。 In the semiconductor substrate inspection method (inspection apparatus) according to the present invention, a defect of the semiconductor substrate is detected using a photoluminescence method. The photoluminescence method is a method of irradiating a semiconductor substrate to be measured, for example, a semiconductor substrate made of a silicon wafer with a laser beam having a wavelength higher in energy than the band gap of silicon, and measuring emitted light. When light having a photon energy larger than the band gap of a semiconductor is used as an excitation source and the semiconductor is irradiated with excitation light and absorbed, non-equilibrium electrons and holes are generated. They go through several metastable states and return to their initial thermal equilibrium by further recombination. The light emitted by the luminescent recombination in this process is light emission by photoluminescence, and a method of analyzing / inspecting a sample by detecting the light emission is called a photoluminescence method.
図2はシリコンウェハ(シリコン単結晶)の典型的なフォトルミネッセンススペクトルである。本図に示す発光は、バンド端発光と呼ばれ、伝導帯の自由電子と価電子帯の自由正孔の再結合過程における発光である。 FIG. 2 is a typical photoluminescence spectrum of a silicon wafer (silicon single crystal). The light emission shown in this figure is called band edge light emission, and is light emission in the recombination process of free electrons in the conduction band and free holes in the valence band.
例えば、シリコン結晶中に欠陥が存在すると、光照射によって生じた電子あるいは正孔は欠陥にトラップされるためバンド端発光の強度が低下する。したがって、バンド端発光強度の低下は結晶中に欠陥が存在することを示している。 For example, when a defect exists in a silicon crystal, electrons or holes generated by light irradiation are trapped in the defect, so that the intensity of band edge emission decreases. Therefore, a decrease in the band edge emission intensity indicates that there are defects in the crystal.
このため、半導体基板(シリコンウェハ)のフォトルミネッセンスに係る発光強度の2次元分布(面内分布)を測定することにより、半導体基板(シリコンウェハ)の結晶欠陥を検出することが可能となる。例えば、シリコンウェハが、欠陥領域(図1に示した領域A、または領域Bなど)を含むものであるか、または無欠陥領域(図1に示した領域C)に係るものであるかを特定することが可能となる。また、シリコンウェハがOSFリング領域を含むものである場合、OSFリング領域の場所を特定することも可能となる。 For this reason, it is possible to detect crystal defects in the semiconductor substrate (silicon wafer) by measuring the two-dimensional distribution (in-plane distribution) of the emission intensity related to the photoluminescence of the semiconductor substrate (silicon wafer). For example, it is specified whether the silicon wafer includes a defective region (such as region A or region B shown in FIG. 1) or a non-defective region (region C shown in FIG. 1). Is possible. Further, when the silicon wafer includes the OSF ring region, it is possible to specify the location of the OSF ring region.
しかし、このようなフォトルミネッセンス法による発光強度の違いにより結晶欠陥を検出することは、従来は困難となっていた。これは、欠陥が存在しない部分での発光強度と、欠陥がある部分での発光強度の差が僅かであったためである。 However, it has heretofore been difficult to detect crystal defects due to the difference in emission intensity by such a photoluminescence method. This is because the difference between the emission intensity at the portion where no defect exists and the emission intensity at the portion where the defect exists is slight.
このため、半導体基板を熱処理することにより、欠陥の検出を容易にする方法がとられる場合があったが、熱処理に時間を有する問題を有していた。 For this reason, there has been a case in which a method of facilitating the detection of defects by heat-treating the semiconductor substrate has been taken, but there is a problem that the heat treatment takes time.
そこで、本発明の発明者は、半導体基板を熱処理(酸化処理)せずに、フォトルミネッセンス法によって欠陥を検出する方法について鋭意研究を重ねた。その結果、以下に説明するように、フォトルミネッセンスに係る発光強度は、時間経過により変化していくことを本発明の発明者は見出した。 Therefore, the inventors of the present invention have made extensive studies on a method for detecting defects by a photoluminescence method without heat-treating (oxidizing) the semiconductor substrate. As a result, as described below, the inventor of the present invention has found that the emission intensity related to photoluminescence changes with time.
図3は、半導体基板(シリコン基板)に励起光(レーザ光)を照射した場合の、フォトルミネッセンスに係る発光強度の時間経過による変化を調べた図である。 FIG. 3 is a diagram in which changes with time of emission intensity related to photoluminescence when a semiconductor substrate (silicon substrate) is irradiated with excitation light (laser light) are examined.
図3を参照するに、発光強度は時間経過に従って増大していくことがわかる。また、発光強度が増大する速度は、励起光の照射開始直後に最大となり、その後徐々に小さくなっている。 Referring to FIG. 3, it can be seen that the emission intensity increases with time. Further, the speed at which the emission intensity increases becomes maximum immediately after the start of excitation light irradiation, and then gradually decreases.
図4は、図3の場合において、発光強度の時間変化率を調べた結果を示す図である。図4を参照するに、発光強度の時間変化率は、励起光の照射開始直後に最大となり、その後急速に小さくなっている。当該時間変化率は、励起光の照射開始から略3秒程度で実質的に一定となって、その後は殆ど変化していないことがわかった。 FIG. 4 is a diagram showing the results of examining the temporal change rate of the emission intensity in the case of FIG. Referring to FIG. 4, the temporal change rate of the emission intensity becomes maximum immediately after the start of excitation light irradiation, and then decreases rapidly. It was found that the time change rate became substantially constant after about 3 seconds from the start of excitation light irradiation, and hardly changed thereafter.
従来、半導体基板のフォトルミネッセンス法による評価については、評価の効率(時間)が最優先されていたため、励起光(レーザ光)照射開始後数百ミリ秒経過後の発光強度を測定するのが一般的であった。 Conventionally, evaluation of semiconductor substrates by photoluminescence method has been given the highest priority on evaluation efficiency (time), so it is common to measure the emission intensity after several hundred milliseconds have elapsed after the start of excitation light (laser light) irradiation. It was the target.
一方、本発明に係るフォトルミネッセンス法に係る欠陥検出では、フォトルミネッセンスに係る発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで半導体基板に励起光を照射して当該発光を検出することが特徴である。このため、半導体基板の欠陥を検出することが容易となっている。この場合、欠陥が存在しない部分での発光強度と、欠陥がある部分での発光強度の差が従来に比べて大きくなり、欠陥の検出が容易となる効果を奏する。これらの欠陥の検出結果については後述する。 On the other hand, in the defect detection according to the photoluminescence method according to the present invention, the emission can be detected by irradiating the semiconductor substrate with excitation light until the temporal change rate of the intensity of light emission related to photoluminescence becomes substantially constant. It is a feature. For this reason, it is easy to detect defects in the semiconductor substrate. In this case, the difference between the light emission intensity at the portion where no defect exists and the light emission intensity at the portion where there is a defect becomes larger than the conventional case, and the defect can be easily detected. The detection results of these defects will be described later.
次に、上記のフォトルミネッセンス法による半導体基板の検査装置および半導体基板の検査方法の具体的な一例について説明する。 Next, a specific example of the semiconductor substrate inspection apparatus and the semiconductor substrate inspection method by the above-described photoluminescence method will be described.
図5は、本発明の実施例1による半導体基板の検査装置100を模式的に示した図である。図5を参照するに、検査装置100は、半導体基板102を保持する保持台101、当該半導体基板102に励起光(レーザ光)を照射する照射部104、当該半導体基板102の発光を検出する検出部105、および装置制御部(コンピュータ)200を有している。 FIG. 5 is a diagram schematically showing a semiconductor substrate inspection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the inspection apparatus 100 includes a holding base 101 that holds a semiconductor substrate 102, an irradiation unit 104 that irradiates the semiconductor substrate 102 with excitation light (laser light), and a detection that detects light emission of the semiconductor substrate 102. A unit 105 and a device control unit (computer) 200.
前記照射部104は、例えばArレーザ(波長364nm)よりなり、励起光を前記半導体基板102に照射する構造を有している。前記照射部104から照射された励起光は、反射板103により反射された後、前記半導体基板102に照射される。 The irradiation unit 104 is made of an Ar laser (wavelength 364 nm), for example, and has a structure for irradiating the semiconductor substrate 102 with excitation light. The excitation light emitted from the irradiation unit 104 is reflected by the reflection plate 103 and then irradiated to the semiconductor substrate 102.
前記半導体基板102は、例えばシリコン基板よりなり、前記照射手段104からの励起光の照射によってフォトルミネッセンスによる発光を生じる。前記半導体基板102のフォトルミネッセンスに係る発光は、前記検出部105によって検出される。 The semiconductor substrate 102 is made of, for example, a silicon substrate, and emits light by photoluminescence when irradiated with excitation light from the irradiation unit 104. Light emission related to photoluminescence of the semiconductor substrate 102 is detected by the detection unit 105.
また、前記保持台101は、図示を省略する保持台稼働手段によって、互いに直交するX方向、Y方向に稼働され、前記半導体基板102の面内の発光の分布を測定することが可能に構成されている。 Further, the holding table 101 is operated in the X and Y directions orthogonal to each other by a holding table operating means (not shown), and is configured to be able to measure the distribution of light emission in the plane of the semiconductor substrate 102. ing.
前記装置制御部200は、検査装置100の動作を制御する機能を有している。このため、当該装置制御部200は、前記照射部104を制御する照射部制御手段201、前記検出部202を制御する検出部制御手段202、当該検出部で検出された発光データを処理して欠陥を検出するデータ処理手段203、データを記憶する記憶手段204、およびユーザインターフェースとなる入出力手段205を有している。 The apparatus control unit 200 has a function of controlling the operation of the inspection apparatus 100. For this reason, the apparatus control unit 200 processes the irradiation unit control unit 201 that controls the irradiation unit 104, the detection unit control unit 202 that controls the detection unit 202, and the light emission data detected by the detection unit to generate a defect. Data processing means 203 for detecting data, storage means 204 for storing data, and input / output means 205 serving as a user interface.
上記の検査装置100では、前記半導体基板102の発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記半導体基板102に励起光を照射して前記半導体基板102の発光を検出することにより、該半導体基板102の欠陥を検出するよう構成されていることが特徴である。 In the inspection apparatus 100 described above, by detecting the light emission of the semiconductor substrate 102 by irradiating the semiconductor substrate 102 with excitation light until the temporal change rate of the light emission intensity of the semiconductor substrate 102 becomes substantially constant, The semiconductor substrate 102 is configured to detect defects.
この場合、前記照射手段104の励起光(レーザ光)の照射時間は、例えば以下のようにして制御される。まず、当該照射時間は、予め前記入出力手段205から入力され、記憶手段104に記憶される。前記照射部制御手段201は、前記記憶手段204に記憶された値に基づいて、前記半導体基板102の発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射する(以下文中、方法A)。 In this case, the irradiation time of the excitation light (laser light) of the irradiation means 104 is controlled as follows, for example. First, the irradiation time is input in advance from the input / output unit 205 and stored in the storage unit 104. The irradiation unit control unit 201 irradiates the excitation light based on the value stored in the storage unit 204 until the temporal change rate of the emission intensity of the semiconductor substrate 102 becomes substantially constant (hereinafter, in the text). Method A).
また、前記照射手段104の励起光(レーザ光)の照射時間は、例えば以下のようにして制御されてもよい。まず、前記照射部制御手段201によって前記照射部104が制御され、前記半導体基板102に励起光が照射される。ここで、前記検出部制御手段202によって制御された検出部105によって、前記半導体基板102の発光の強度が検出される。さらに、前記データ処理手段203によって、該検出部105によって検出された発光の強度のデータが処理され、発光の強度の時間変化率が算出される。前記照射部制御手段201は、前記データ処理手段203によって、発光強度の時間変化率が一定となったと判断される時間まで励起光を前記半導体基板102に照射する(以下文中、方法B)。この場合、予め励起光の照射時間を入力する必要が無く、また様々に測定条件が変化した場合に応じて照射時間を制御することが可能となる効果を奏する。 Moreover, the irradiation time of the excitation light (laser light) of the irradiation means 104 may be controlled as follows, for example. First, the irradiation unit 104 is controlled by the irradiation unit control means 201, and the semiconductor substrate 102 is irradiated with excitation light. Here, the intensity of light emitted from the semiconductor substrate 102 is detected by the detection unit 105 controlled by the detection unit control means 202. Further, the data processing means 203 processes the light emission intensity data detected by the detection unit 105, and calculates the temporal change rate of the light emission intensity. The irradiation unit control unit 201 irradiates the semiconductor substrate 102 with excitation light until a time when the data processing unit 203 determines that the rate of change in emission intensity over time is constant (hereinafter, method B). In this case, there is no need to input the irradiation time of the excitation light in advance, and there is an effect that the irradiation time can be controlled according to various changes in measurement conditions.
次に、上記の検査装置100を用いた半導体基板の検査方法について、図6のフローチャートに基づき、説明する。 Next, a semiconductor substrate inspection method using the above-described inspection apparatus 100 will be described based on the flowchart of FIG.
まず、ステップ1(図中S1と表記、以下同様)に示す工程において、前記照射部制御手段201によって前記照射手段104が制御され、例えば、波長364nmのArレーザ光よりなる励起光が、前記半導体基板102に照射される。この場合、先に説明した方法Aまたは方法Bによって、前記半導体基板102のフォトルミネッセンスに係る発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記半導体基板102に励起光が照射される。 First, in the step shown in Step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the irradiation unit 104 is controlled by the irradiation unit control unit 201. For example, excitation light composed of Ar laser light having a wavelength of 364 nm is emitted from the semiconductor. The substrate 102 is irradiated. In this case, the semiconductor substrate 102 is irradiated with excitation light by the method A or the method B described above until the temporal change rate of the intensity of light emission related to the photoluminescence of the semiconductor substrate 102 becomes substantially constant.
ステップ2に示す工程においては、励起光の照射による前記半導体基板102のの発光が、前記検出部制御手段202によって制御された検出部105によって検出される。 In the step shown in step 2, light emission of the semiconductor substrate 102 due to irradiation of excitation light is detected by the detection unit 105 controlled by the detection unit control means 202.
ステップ3に示す工程においては、前記検出部105によって検出された発光データが前記データ処理手段203によって処理され、半導体基板102の欠陥が検出される。 In the step shown in Step 3, the light emission data detected by the detection unit 105 is processed by the data processing unit 203, and a defect of the semiconductor substrate 102 is detected.
また、この場合先に説明したように、前記データ処理手段203によって、発光強度の時間変化率が一定となる時刻を算出するようにしてもよい。 In this case, as described above, the data processing unit 203 may calculate a time at which the rate of change of the emission intensity with time is constant.
上記の半導体基板の検査方法(検査装置)では、半導体基板に熱処理や酸化処理などの検査のための実質的な処理を施すこと無く、該半導体基板の欠陥を検出することが可能となっていることが特長である。 In the above semiconductor substrate inspection method (inspection apparatus), it is possible to detect defects in the semiconductor substrate without subjecting the semiconductor substrate to substantial processing such as heat treatment or oxidation treatment. It is a feature.
従来は、半導体基板を、欠陥検出を容易とするために熱処理(酸化処理)する場合があった。例えば、OSFリング領域(図1の領域B)を特定するために、シリコンを酸化してOSFリング領域に積層欠陥を形成する方法がとられる場合があった。また、OSFリング領域の酸素析出物密度をさらに高くするために酸化処理が行われる場合があった。 Conventionally, there has been a case where a semiconductor substrate is subjected to heat treatment (oxidation treatment) in order to facilitate defect detection. For example, in order to specify the OSF ring region (region B in FIG. 1), a method of forming a stacking fault in the OSF ring region by oxidizing silicon may be used. In addition, oxidation treatment may be performed to further increase the density of oxygen precipitates in the OSF ring region.
一方で本実施例の場合には、半導体基板に実質的な検査のための処理(熱処理、酸化処理など)を施す必要が無いため、欠陥の検出を効率よく行うことが可能となっている。また、製品(半導体装置)となる半導体基板の欠陥の検出が可能となるため、本実施例による検査方法(検査装置)を用いれば、欠陥領域の検査に係る半導体装置製造工程の工程管理を行うことが可能となる。したがって、半導体装置の製造の歩留まりを良好にすることが可能となる効果を奏する。 On the other hand, in the case of the present embodiment, since it is not necessary to perform a substantial inspection process (heat treatment, oxidation process, etc.) on the semiconductor substrate, it is possible to detect defects efficiently. In addition, since it is possible to detect defects in the semiconductor substrate that is the product (semiconductor device), the process management of the semiconductor device manufacturing process related to the inspection of the defect area is performed by using the inspection method (inspection apparatus) according to this embodiment. It becomes possible. Therefore, it is possible to improve the manufacturing yield of the semiconductor device.
次に、上記の検査方法(検査装置)を用いた欠陥の検出結果について図7〜図9に基づき、説明する。なお、以下の検出結果は、前記半導体基板102に、直径が200mmのp型(B添加)のシリコンウェハ(抵抗率10Ω・cm)を用いている。また、当該シリコンウェハには、不純物として、C(炭素)、N2(窒素)を添加してもよい。また、前記照射部104として、Arレーザ(波長364nm)を用いている。また、レーザの照射時間は3秒としている。 Next, the detection result of the defect using said inspection method (inspection apparatus) is demonstrated based on FIGS. In the following detection results, a p-type (B-added) silicon wafer (resistivity: 10 Ω · cm) having a diameter of 200 mm is used for the semiconductor substrate 102. Further, C (carbon) and N 2 (nitrogen) may be added to the silicon wafer as impurities. Further, an Ar laser (wavelength 364 nm) is used as the irradiation unit 104. The laser irradiation time is 3 seconds.
図7は、本実施例による基板検査方法によって検出されたフォトルミネッセンスに係る発光強度を、明暗(白黒)で可視化した模式図である。図中、黒く見える部分が発光強度が小さい部分であり、欠陥を示していると考えられる。 FIG. 7 is a schematic diagram in which light emission intensity related to photoluminescence detected by the substrate inspection method according to the present embodiment is visualized in light and dark (black and white). In the figure, the portion that appears black is the portion with low emission intensity, which is considered to indicate a defect.
図7を参照するに、本図に示すシリコンウェハには、ドーナツ状に発光強度が小さくなっている分が認められ、これがシリコンウェハの結晶欠陥(OSFリング領域の欠陥)を示していると考えられる。 Referring to FIG. 7, in the silicon wafer shown in this figure, a portion where the emission intensity decreases in a donut shape is recognized, which is considered to indicate a crystal defect (defect in the OSF ring region) of the silicon wafer. It is done.
また、図8は、シリコン基板のフォトルミネッセンスに係る発光強度を、ウェハ中心からの距離を横軸にとったプロファイルで表示したものである。 FIG. 8 shows the light emission intensity related to the photoluminescence of the silicon substrate as a profile with the distance from the wafer center as the horizontal axis.
図8を参照するに、当該発光強度は、ウェハ中心から60〜80mm程度の領域で落ち込んでいるのが認められる。これは、当該領域に結晶欠陥が存在するためであり、OSFリング領域の欠陥と考えられる。 Referring to FIG. 8, it can be seen that the emission intensity falls in a region of about 60 to 80 mm from the center of the wafer. This is because a crystal defect exists in the region, and is considered to be a defect in the OSF ring region.
また、図9は、前記シリコン基板のフォトルミネッセンスに係る発光強度を、鳥瞰図で示したものである。図9を参照するに、図8の場合で説明したように、ウェハ中心から60〜80mm程度の領域でリング上に発光強度が低下した領域が低下している。すなわち、本図においてより明確にOSFリング領域の欠陥が確認された。 FIG. 9 is a bird's-eye view showing the light emission intensity related to the photoluminescence of the silicon substrate. Referring to FIG. 9, as described in the case of FIG. 8, the region where the emission intensity is reduced on the ring is about 60 to 80 mm from the wafer center. That is, the defect of the OSF ring region was confirmed more clearly in this drawing.
また、図10は、上記の図7〜図9の検査に用いたシリコンウェハと同じロットで、実質的に同じ位置から切り出されて製造されたシリコンウェハに対して、別の方法で欠陥検査を行った結果を示した図である。本図に示す場合、シリコンウェハを780℃で3時間、さらに1000℃で16時間の加熱処理(酸化処理)を行い、赤外線の散乱を調べている。 FIG. 10 shows another method for inspecting a silicon wafer produced by cutting out from substantially the same position in the same lot as the silicon wafer used in the inspection of FIGS. It is the figure which showed the result of having performed. In the case shown in this figure, the silicon wafer is subjected to heat treatment (oxidation treatment) at 780 ° C. for 3 hours and further at 1000 ° C. for 16 hours, and the scattering of infrared rays is examined.
図10を参照するに、本図に示す場合でも、図8または図9に示した場合と同様に、ウェハ中心から60〜80mmの領域に欠陥(OSFリング領域の欠陥)が確認された。この結果、本実施例に係る検査方法、検査装置で、欠陥が検出可能であることが確認された。 Referring to FIG. 10, even in the case shown in this figure, defects (OSF ring region defects) were confirmed in the region 60 to 80 mm from the wafer center, as in the case shown in FIG. 8 or FIG. 9. As a result, it was confirmed that the defect could be detected by the inspection method and the inspection apparatus according to this example.
また、図11Aと、図11Bは、本実施例による基板検査方法において、レーザの照射時間を変更した場合について発光強度の違いを比較した鳥瞰図である。図11Aでは照射時間を3秒、図11Bでは照射時間を100msとしている。 FIG. 11A and FIG. 11B are bird's-eye views comparing the difference in emission intensity when the laser irradiation time is changed in the substrate inspection method according to the present embodiment. In FIG. 11A, the irradiation time is 3 seconds, and in FIG. 11B, the irradiation time is 100 ms.
図11A、図11Bを参照するに、図11Aに示された照射時間が3秒の場合、矢印で示した領域(ウェハ中心から60〜80mm程度の領域)に、発光強度の落ち込みがみられるのに対して、図11Bに示された照射時間が100msの場合には、このような落ち込みがみられない。 Referring to FIGS. 11A and 11B, when the irradiation time shown in FIG. 11A is 3 seconds, the emission intensity drops in the area indicated by the arrow (the area of about 60 to 80 mm from the wafer center). On the other hand, when the irradiation time shown in FIG. 11B is 100 ms, such a drop is not observed.
これは、レーザの照射時間が短い場合には、発光強度の時間変化率が十分に収束しておらず、発光強度が強い場合(欠陥が無い場合)と、発光強度が弱い場合(欠陥が有る場合)の差が小さいためと考えられる。 When the laser irradiation time is short, the temporal change rate of the emission intensity is not sufficiently converged, and the emission intensity is strong (no defect) or the emission intensity is weak (there is a defect). This is probably because the difference in the
一方、レーザの照射時間を、発光強度の時間変化率が実質的に一定となるまで長くすると、欠陥がある場合と無い場合における発光強度の差が大きくなり、欠陥の検出が容易となると考えられる。 On the other hand, if the laser irradiation time is increased until the temporal change rate of the emission intensity becomes substantially constant, the difference in emission intensity between when there is a defect and when there is no defect is increased, and it is considered that the defect can be easily detected. .
また、本発明では、例えば励起光として、波長が400nm以下のいわゆる紫外線(例えば波長364nmのArレーザ)を用いているため、シリコンの表面側の部分、すなわち実際にデバイスが形成される部分により近い部分の欠陥を選択的に検出することが可能となっている。 Further, in the present invention, for example, so-called ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less (for example, an Ar laser having a wavelength of 364 nm) are used as excitation light, so that it is closer to a portion on the silicon surface side, that is, a portion where a device is actually formed. Partial defects can be selectively detected.
一方で、欠陥が存在する深さを問題とせず、欠陥の検出能力を鑑みれば、より長波長(例えば波長が500nm以上のレーザ光など)を用いることも可能である。 On the other hand, a longer wavelength (for example, a laser beam having a wavelength of 500 nm or more) can be used in consideration of the defect detection capability without considering the depth at which the defect exists.
また、本発明では、半導体基板として、p型のシリコンウェハを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばn型のシリコンウェハや、またはシリコン以外の半導体基板(化合物半導体、例えばGaAsなど)に対しても適用することが可能であることは明らかである。 In the present invention, a p-type silicon wafer has been described as an example of the semiconductor substrate, but the present invention is not limited to this. For example, it is obvious that the present invention can be applied to an n-type silicon wafer or a semiconductor substrate other than silicon (compound semiconductor, such as GaAs).
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
(付記1)
半導体基板に励起光を照射する照射工程と、
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理工程と、を有し、
前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出することを特徴とする半導体基板の検査方法。
(付記2)
前記半導体基板はシリコン基板であることを特徴とする付記1記載の半導体基板の検査方法。
(付記3)
前記半導体基板は、実質的な熱処理がされていないことを特徴とする付記2記載の半導体基板の検査方法。
(付記4)
前記半導体基板は、実質的な酸化処理がされていないことを特徴とする付記2または3記載の半導体基板の検査方法。
(付記5)
前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥であることを特徴とする付記2乃至4のうち、いずれか1項記載の半導体基板の検査方法。
(付記6)
前記照射工程では、波長が400nm以下のレーザ光が前記半導体基板に照射されることを特徴とする付記2乃至5のうち、いずれか1項記載の半導体基板の検査方法。
(付記7)
半導体基板に励起光を照射する照射部と、
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理部と、を有し、
前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出するよう構成されていることを特徴とする半導体基板の検査装置。
(付記8)
前記半導体基板はシリコン基板であることを特徴とする付記7記載の半導体基板の検査装置。
(付記9)
前記半導体基板は、実質的な熱処理がされていないことを特徴とする付記8記載の半導体基板の検査装置。
(付記10)
前記半導体基板は、実質的な酸化処理がされていないことを特徴とする付記8または9記載の半導体基板の検査装置。
(付記11)
前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥であることを特徴とする付記8乃至10のうち、いずれか1項記載の半導体基板の検査装置。
(付記12)
前記照射部は、波長が400nm以下のレーザ光を前記半導体基板に照射するよう構成されていることを特徴とする付記8乃至11のうち、いずれか1項記載の半導体基板の検査装置。
(付記13)
半導体基板に励起光を照射する照射工程と、
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理工程と、を有し、
前記照射工程において、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することを特徴とする半導体基板の評価方法。
(付記14)
半導体基板に励起光を照射する照射部と、
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、
前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理部と、を有し、
前記照射部は、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することを特徴とする半導体基板の評価装置。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.
(Appendix 1)
An irradiation step of irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection step of detecting light emission by photoluminescence due to irradiation of the excitation light;
A data processing step of processing the light emission data detected in the detection step to detect defects in the semiconductor substrate,
A method for inspecting a semiconductor substrate, wherein the defect is detected by irradiating the excitation light until the rate of change of the intensity of light emission with time becomes substantially constant, and detecting the light emission.
(Appendix 2)
The method of inspecting a semiconductor substrate according to appendix 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate.
(Appendix 3)
The semiconductor substrate inspection method according to appendix 2, wherein the semiconductor substrate is not substantially heat-treated.
(Appendix 4)
4. The method of inspecting a semiconductor substrate according to appendix 2 or 3, wherein the semiconductor substrate is not substantially oxidized.
(Appendix 5)
5. The method for inspecting a semiconductor substrate according to any one of appendices 2 to 4, wherein the defect is a defect in an OSF ring region.
(Appendix 6)
6. The semiconductor substrate inspection method according to any one of appendices 2 to 5, wherein in the irradiation step, the semiconductor substrate is irradiated with laser light having a wavelength of 400 nm or less.
(Appendix 7)
An irradiation unit for irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection unit for detecting light emission by photoluminescence by irradiation of the excitation light;
A data processing unit that processes light emission data detected by the detection unit to detect defects in the semiconductor substrate;
Inspection of a semiconductor substrate, wherein the defect is detected by irradiating the excitation light until the rate of change in intensity of light emission with time is substantially constant, and detecting the light emission. apparatus.
(Appendix 8)
The semiconductor substrate inspection apparatus according to appendix 7, wherein the semiconductor substrate is a silicon substrate.
(Appendix 9)
9. The semiconductor substrate inspection apparatus according to appendix 8, wherein the semiconductor substrate is not substantially heat-treated.
(Appendix 10)
The semiconductor substrate inspection apparatus according to appendix 8 or 9, wherein the semiconductor substrate is not substantially oxidized.
(Appendix 11)
11. The semiconductor substrate inspection apparatus according to any one of appendices 8 to 10, wherein the defect is a defect in an OSF ring region.
(Appendix 12)
12. The semiconductor substrate inspection apparatus according to any one of appendices 8 to 11, wherein the irradiation unit is configured to irradiate the semiconductor substrate with laser light having a wavelength of 400 nm or less.
(Appendix 13)
An irradiation step of irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection step of detecting light emission by photoluminescence due to irradiation of the excitation light;
A data processing step for processing the light emission data detected in the detection step,
The method for evaluating a semiconductor substrate, wherein, in the irradiation step, the excitation light is irradiated for at least a time until a temporal change rate of the intensity of the light emission becomes substantially constant.
(Appendix 14)
An irradiation unit for irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection unit for detecting light emission by photoluminescence by irradiation of the excitation light;
A data processing unit for processing the light emission data detected in the detection step,
The said irradiation part irradiates the said excitation light more than the time until the time change rate of the said light emission intensity becomes substantially constant, The evaluation apparatus of the semiconductor substrate characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査方法、および良好な効率で半導体基板の欠陥を検出する半導体基板の検査装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the inspection method of the semiconductor substrate which detects the defect of a semiconductor substrate with favorable efficiency, and the inspection apparatus of the semiconductor substrate which detects the defect of a semiconductor substrate with favorable efficiency.
100 検査装置
101 保持台
102 半導体基板
103 反射板
104 照射部
105 検出部
200 装置制御部
201 照射部制御手段
202 検出部制御手段
203 データ処理手段
204 記憶手段
205 入出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Inspection apparatus 101 Holding stand 102 Semiconductor substrate 103 Reflector 104 Irradiation part 105 Detection part 200 Apparatus control part 201 Irradiation part control means 202 Detection part control means 203 Data processing means 204 Storage means 205 Input / output means
Claims (6)
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理工程と、を有し、
前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出する半導体基板の検査方法であって、
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥であることを特徴とする半導体基板の検査方法。 An irradiation step of irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection step of detecting light emission by photoluminescence due to irradiation of the excitation light;
A data processing step of processing the light emission data detected in the detection step to detect defects in the semiconductor substrate,
By detecting the emission time rate of change of intensity of the light emission by irradiating the excitation light to be essentially constant, method of inspecting a semi-conductor substrate you detect the defect,
The semiconductor substrate is a silicon substrate;
The method of inspecting a semiconductor substrate, wherein the defect is a defect in an OSF ring region .
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された発光データを処理して前記半導体基板の欠陥を検出するデータ処理部と、を有し、
前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまで前記励起光を照射して前記発光を検出することにより、前記欠陥を検出するよう構成されている半導体基板の検査装置であって、
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記欠陥は、OSFリング領域の欠陥であることを特徴とする半導体基板の検査装置。 An irradiation unit for irradiating the semiconductor substrate with excitation light;
A detection unit for detecting light emission by photoluminescence by irradiation of the excitation light;
A data processing unit that processes light emission data detected by the detection unit to detect defects in the semiconductor substrate;
By detecting the emission time rate of change of intensity of the light emission by irradiating the excitation light to be essentially constant, there is provided an inspection apparatus of a semi-conductor substrate that is configured to detect the defect ,
The semiconductor substrate is a silicon substrate;
The semiconductor substrate inspection apparatus , wherein the defect is a defect in an OSF ring region .
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理工程と、を有し、
前記照射工程において、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することにより、前記シリコン基板中のOSFリング領域の欠陥を検出することを特徴とする半導体基板の評価方法。 An irradiation step of irradiating the silicon substrate with excitation light;
A detection step of detecting light emission by photoluminescence due to irradiation of the excitation light;
A data processing step for processing the light emission data detected in the detection step,
In the irradiation step, the defect of the OSF ring region in the silicon substrate is detected by irradiating the excitation light for a time period until the time change rate of the emission intensity becomes substantially constant. A method for evaluating a semiconductor substrate.
前記励起光の照射によるフォトルミネッセンスによる発光を検出する検出部と、
前記検出工程で検出された発光データを処理するデータ処理部と、を有し、
前記照射部は、前記発光の強度の時間変化率が実質的に一定となるまでの時間以上前記励起光を照射することにより、前記シリコン基板中のOSFリング領域の欠陥を検出することを特徴とする半導体基板の評価装置。 An irradiation unit for irradiating the silicon substrate with excitation light;
A detection unit for detecting light emission by photoluminescence by irradiation of the excitation light;
A data processing unit for processing the light emission data detected in the detection step,
The irradiation unit detects a defect in the OSF ring region in the silicon substrate by irradiating the excitation light for a time until the time change rate of the emission intensity becomes substantially constant. A semiconductor substrate evaluation apparatus.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006083333A JP4836626B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus |
KR1020060051992A KR100740161B1 (en) | 2006-03-24 | 2006-06-09 | Inspection method of semiconductor substrate, Inspection apparatus of semiconductor substrate, Evaluation method of semiconductor substrate, And evaluation apparatus of semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006083333A JP4836626B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007258567A JP2007258567A (en) | 2007-10-04 |
JP4836626B2 true JP4836626B2 (en) | 2011-12-14 |
Family
ID=38498849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006083333A Expired - Fee Related JP4836626B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4836626B2 (en) |
KR (1) | KR100740161B1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5600166B2 (en) | 2009-08-04 | 2014-10-01 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Subject inspection system and method |
US9274441B2 (en) | 2010-08-16 | 2016-03-01 | Asml Netherlands B.V. | Inspection method for imprint lithography and apparatus therefor |
WO2012076216A1 (en) | 2010-12-06 | 2012-06-14 | Asml Netherlands B.V. | Methods and apparatus for inspection of articles, euv lithography reticles, lithography apparatus and method of manufacturing devices |
WO2013117448A1 (en) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | Asml Holding N.V. | Methods and apparatuses for detecting contaminant particles |
EP2779220B1 (en) * | 2013-03-12 | 2017-10-25 | GLobalWafers Japan Co., Ltd. | Saturation voltage estimation method and silicon epitaxial wafer manufaturing method |
KR102625387B1 (en) * | 2018-12-26 | 2024-01-16 | 한국세라믹기술원 | Analyzing Method of Diamond Single Crystal Using Ultraviolet Photoluminescence |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11166901A (en) | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Nikon Corp | Inspecting device and method |
JP3929375B2 (en) * | 2002-08-06 | 2007-06-13 | 三菱電機株式会社 | Method for evaluating semiconductor crystal substrate |
JP4247007B2 (en) * | 2003-01-31 | 2009-04-02 | 富士通株式会社 | Semiconductor wafer evaluation method and semiconductor device manufacturing method |
JP2005019445A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Fujitsu Ltd | Silicon wafer evaluation method and semiconductor device manufacturing method |
-
2006
- 2006-03-24 JP JP2006083333A patent/JP4836626B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-09 KR KR1020060051992A patent/KR100740161B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007258567A (en) | 2007-10-04 |
KR100740161B1 (en) | 2007-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101139733B (en) | Monocrystalline semiconductor wafer comprising defect-reduced regions and method for producing it | |
JP4248249B2 (en) | Detection and classification of semiconductor microdefects | |
JP4836626B2 (en) | Semiconductor substrate inspection method, semiconductor substrate inspection apparatus, semiconductor substrate evaluation method, and semiconductor substrate evaluation apparatus | |
JP5519305B2 (en) | Method for detecting defects in silicon carbide single crystal | |
JP3917154B2 (en) | Defect evaluation method and apparatus for semiconductor sample | |
JP6048381B2 (en) | Method for evaluating carbon concentration in silicon single crystal and method for manufacturing semiconductor device | |
JP2008198913A (en) | Semiconductor substrate inspection method and semiconductor substrate inspection apparatus | |
JP6296001B2 (en) | Manufacturing method and evaluation method of silicon epitaxial wafer | |
WO2006080271A1 (en) | Method of evaluating crystal defect of silicon single crystal wafer | |
TW201435984A (en) | Saturation voltage estimation method and silicon epitaxial wafer manufacturing method | |
JP2016127192A (en) | Silicon substrate sorting method and silicon substrate | |
KR101895817B1 (en) | Silicon wafer and method for manufacturing same | |
JP4247007B2 (en) | Semiconductor wafer evaluation method and semiconductor device manufacturing method | |
JP5590002B2 (en) | Metal contamination evaluation method and epitaxial wafer manufacturing method | |
JP2010048795A (en) | Detection method of crystal defect of silicon monocrystal wafer | |
JP2009054771A (en) | Semiconductor crystal defect evaluation method and evaluation apparatus | |
JP2006045007A (en) | Method for estimating quality of silicon single crystal | |
JP4784192B2 (en) | Evaluation method of silicon wafer | |
JPH11274163A (en) | Semiconductor wafer and its manufacture | |
JP7363423B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide single crystal | |
JP2002334886A (en) | Method for evaluating oxygen deposit density in silicon wafer, and the silicon wafer manufactured based on the evaluation method | |
JPH09246337A (en) | Method and device for detecting crystal defect | |
JP6682328B2 (en) | Surface inspection method for semiconductor wafer | |
JP5505769B2 (en) | Semiconductor wafer surface layer evaluation method | |
JP2005019445A (en) | Silicon wafer evaluation method and semiconductor device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110830 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110927 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4836626 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |