JPH11148903A - 半導体の欠陥密度測定装置および方法並びに半導体の欠陥散乱能測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】結晶欠陥の正確な評価に有効な半導体の欠陥密
度測定装置および方法並びに半導体の欠陥散乱能測定装
置および方法を提供する。 【解決手段】半導体１２の内部に存在する欠陥１４が同
一のサイズを有しているものと仮定し、レーザ光１０の
走査によって測定した散乱光１６の強度をレーザ光１０
の減衰曲線に適用して、欠陥１４が存在する深さｄを決
定することにある。このような構成により、各欠陥１４
の散乱能の差は、該各欠陥１４が存在する深さｄの差と
して表現される。その結果、サイズが異なる欠陥が分布
している場合であっても、正確な欠陥密度を得ることが
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、半導体の欠陥密度
測定装置および方法並びに半導体の欠陥散乱能測定装置
および方法に関し、特に、結晶欠陥の正確な評価に有効
な半導体の欠陥密度測定装置および方法並びに半導体の
欠陥散乱能測定装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体ウェハの内部に存在す
る結晶欠陥（以下、「欠陥」という）を測定する技術と
して、レーザ光を用いるものが知られている。当該技術
では、以下に示す一連のステップを実行することによっ
て半導体ウェハ内の欠陥を測定している。

【０００３】（１）半導体ウェハの表面にレーザ光を照
射し、該半導体ウェハの内部に存在する欠陥で反射して
得られた散乱光を受光する。

【０００４】（２）ステップ１で受光した散乱光の強度
を欠陥の頻度に変換する。

【０００５】（３）レーザ光の減衰特性から欠陥の検出
可能深さを決定する。

【０００６】（４）ステップ３で決定した検出可能深さ
と、レーザ光を照射した面積とを用いて、欠陥の検出可
能体積を算出する。

【０００７】（５）ステップ４で算出した検出可能体積
と、ステップ２で求めた欠陥の頻度とを用いて、欠陥密
度を求める。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、欠陥の検出可能深さを固定の値として決定して
いるため、最終的に求めた欠陥密度が実際の欠陥密度か
らはずれる場合がある。これは、半導体ウェハの内部
に、様様な散乱能を有する欠陥が分布していることによ
る。例えば、サイズの大きな欠陥は、サイズの小さな欠
陥よりも散乱能が大きく、より深い位置に存在する場合
でも検出することができる。

【０００９】従って、サイズの大きな欠陥が前記決定し
た検出可能深さよりも深い位置に存在すると、該欠陥か
らの信号が密度情報に含まれ、最終的に求めた欠陥密度
が実際の欠陥密度よりも大きな値となる。

【００１０】一方、上記のような余分な信号の存在を考
慮して、検出可能深さを大きめに設定すると、該設定し
た深さ内に存在していてもサイズの小さな欠陥が検出さ
れないため、最終的に求めた欠陥密度が実際の欠陥密度
よりも小さな値となる。

【００１１】このように、上記従来の技術では、検出可
能深さの決定が非常に困難であり、欠陥の評価に用いる
には、改善が必要であった。

【００１２】そこで、本発明は、結晶欠陥の正確な評価
に有効な半導体の欠陥密度測定装置および方法並びに半
導体の欠陥散乱能測定装置および方法を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、半導体（１２）内に存在す
る欠陥（１４）の欠陥密度（ρ）を測定する欠陥密度測
定装置において、レーザ光（１０）を用いて前記半導体
（１２）の測定領域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）
から得られた散乱光（１６）の強度分布を測定する強度
分布測定手段（１００）と、前記強度分布測定手段（１
００）が測定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）を
抽出する欠陥散乱強度抽出手段（１０２）と、前記欠陥
散乱強度抽出手段（１０２）が抽出した欠陥散乱強度
（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する欠陥
散乱強度区分手段（１０４）と、前記欠陥散乱強度区分
手段（１０４）が区分した各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を
決定する区間強度決定手段（１０６）と、前記欠陥散乱
強度区分手段（１０４）が区分した各区間の区間頻度
（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出手段（１０８）と、前
記区間強度決定手段（１０６）が決定した前記各区間の
区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線
（１８）に適用して、該各区間の区間深さ（Δｄ_ｎ）を
求める区間深さ導出手段（１１０）と、前記区間頻度導
出手段（１０８）が求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）と、前記区
間深さ導出手段（１１０）が求めた区間深さ（Δｄ_ｎ）
とを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求める欠陥密度導出
手段（１１２）とを具備することを特徴とする。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で表
現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出手段（１１０）は、下式を実行する
（式２） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、ΔＩ：区分幅、
Ｉ_ｎ：区間強度 ことを特徴とする。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で表
現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出手段（１１０）は、下式を実行する
（式３） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、Ｉ_ｎ：区間強度、Δ
Ｉ：区分幅 ことを特徴とする。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、半導体（１
２）内に存在する欠陥（１４）の欠陥密度（ρ）を測定
する欠陥密度測定装置において、レーザ光（１０）を用
いて前記半導体（１２）の測定領域（Ｒ）を走査し、該
測定領域（Ｒ）に存在する前記欠陥（１４）から得られ
た散乱光（１６）の強度分布を測定する強度分布測定手
段（１００）と、前記強度分布測定手段（１００）が測
定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠
陥散乱強度抽出手段（１０２）と、前記欠陥散乱強度抽
出手段（１０２）が抽出した欠陥散乱強度（３６）を区
分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する欠陥散乱強度区分
手段（１０４）と、前記欠陥散乱強度区分手段（１０
４）が区分した各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区
間強度決定手段（１０６）と、前記欠陥散乱強度区分手
段（１０４）が区分した各区間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導
出する区間頻度導出手段（１０８）と、前記区間強度決
定手段（１０６）が決定した前記各区間の区間強度（Ｉ
_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線（１８）に適用
して、前記区間頻度導出手段（１０８）が求めた区間頻
度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似手段（１１４）と、
前記線形近似手段（１１４）による近似結果を複数のプ
ロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロット
手段（１１６）と、前記プロット手段（１１６）がプロ
ットしたプロットデータの回帰直線を取得する回帰直線
取得手段（１１８）と、前記回帰直線取得手段（１１
８）が取得した回帰直線の傾きを用いて、前記欠陥密度
（ρ）を求める欠陥密度導出手段（１１２）とを具備す
ることを特徴とする。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で表
現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）
を下式で近似し、（式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット手段（１１６）は、下式を解いて得られた
値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙとして構成される座
標点を前記プロットデータとしてｘｙ平面上にプロット
し、（式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記欠陥密度導出手段（１１２）は、下式を実行する
（式６） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積、ΔＩ：区分幅 ことを特徴とする。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項４記
載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で表
現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）
を下式で近似し、（式７） ａ：傾き 前記プロット手段（１１６）は、下式を前記ｘｙ平面の
ｘ軸に、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙ軸に設定して、前記
プロットデータを該ｘｙ平面上にプロットし、（式８） Ｉ_ｎ：区間強度、ΔＩ：区分幅 前記欠陥密度導出手段（１１２）は、下式を実行する
（式９） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積 ことを特徴とする。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、半導体（１
２）内に存在する欠陥（１４）の散乱能（Ｉ_０）を測定
する欠陥散乱能測定装置において、レーザ光（１０）を
用いて前記半導体（１２）の測定領域（Ｒ）を走査し、
該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠陥（１４）から得ら
れた散乱光（１６）の強度分布を測定する強度分布測定
手段（１００）と、前記強度分布測定手段（１００）が
測定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）を抽出する
欠陥散乱強度抽出手段（１０２）と、前記欠陥散乱強度
抽出手段（１０２）が抽出した欠陥散乱強度（３６）を
区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する欠陥散乱強度区
分手段（１０４）と、前記欠陥散乱強度区分手段（１０
４）が区分した各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区
間強度決定手段（１０６）と、前記欠陥散乱強度区分手
段（１０４）が区分した各区間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導
出する区間頻度導出手段（１０８）と、前記区間強度決
定手段（１０６）が決定した前記各区間の区間強度（Ｉ
_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線（１８）に適用
して、前記区間頻度導出手段（１０８）が求めた区間頻
度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似手段（１１４）と、
前記線形近似手段（１１４）による近似結果を複数のプ
ロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロット
手段（１１６）と、前記プロット手段（１１６）がプロ
ットしたプロットデータの回帰直線を取得する回帰直線
取得手段（１１８）と、前記回帰直線取得手段（１１
８）が取得した回帰直線のｘ切片を用いて、前記散乱能
（Ｉ_０）を求める散乱能導出手段（１２０）とを具備す
ることを特徴とする。

【００２０】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で表
現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）
を下式で近似し、（式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット手段（１１６）は、下式を解いて得られた
値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙとして構成される座
標点を前記プロットデータとしてｘｙ平面上にプロット
し、（式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記散乱能導出手段（１２０）は、下式を実行する（式
１０） Ｉ_０：散乱能、ｃ：回帰直線のｘ切片 ことを特徴とする。

【００２１】また、請求項９記載の発明は、半導体（１
２）内に存在する欠陥（１４）の欠陥密度（ρ）を測定
する欠陥密度測定方法において、レーザ光（１０）を用
いて前記半導体（１２）の測定領域（Ｒ）を走査し、該
測定領域（Ｒ）に存在する前記欠陥（１４）から得られ
た散乱光（１６）の強度分布を測定する強度分布測定工
程（Ｓ１００）と、前記強度分布測定工程（Ｓ１００）
で測定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）を抽出す
る欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）と、前記欠陥散乱
強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥散乱強度（３
６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する欠陥散乱
強度区分工程（Ｓ１０４）と、前記欠陥散乱強度区分工
程（Ｓ１０４）で区分した各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を
決定する区間強度決定工程（Ｓ１０６）と、前記欠陥散
乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区間の区間頻
度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ１０８）
と、前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定した前記
各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減
衰曲線（１８）に適用して、該各区間の区間深さ（Δｄ
_ｎ）を求める区間深さ導出工程（Ｓ１１０）と、前記区
間頻度導出工程（Ｓ１０８）で求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）
と、前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）で求めた区間深
さ（Δｄ_ｎ）とを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求める
欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）とを具備することを特徴
とする。

【００２２】また、請求項１０記載の発明は、請求項９
記載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で
表現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）では、下式を実行す
る（式２） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、ΔＩ：区分幅、
Ｉ_ｎ：区間強度 ことを特徴とする。

【００２３】また、請求項１１記載の発明は、請求項９
記載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式で
表現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）では、下式を実行す
る（式３） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、Ｉ_ｎ：区間強度、Δ
Ｉ：区分幅 ことを特徴とする。

【００２４】また、請求項１２記載の発明は、半導体
（１２）内に存在する欠陥（１４）の欠陥密度（ρ）を
測定する欠陥密度測定方法において、レーザ光（１０）
を用いて前記半導体（１２）の測定領域（Ｒ）を走査
し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠陥（１４）から
得られた散乱光（１６）の強度分布を測定する強度分布
測定工程（Ｓ１００）と、前記強度分布測定工程（Ｓ１
００）で測定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）を
抽出する欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）と、前記欠
陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥散乱強
度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する欠
陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）と、前記欠陥散乱強度
区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区間の区間強度（Ｉ
_ｎ）を決定する区間強度決定工程（Ｓ１０６）と、前記
欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区間の
区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ１０
８）と、前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定した
前記各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）
の減衰曲線（１８）に適用して、前記区間頻度導出工程
（Ｓ１０８）で求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似する
線形近似工程（Ｓ１１４）と、前記線形近似工程（Ｓ１
１４）による近似結果を複数のプロットデータとしてｘ
ｙ平面上にプロットするプロット工程（Ｓ１１６）と、
前記プロット工程（Ｓ１１６）でプロットしたプロット
データの回帰直線を取得する回帰直線取得工程（Ｓ１１
８）と、前記回帰直線取得工程（Ｓ１１８）で取得した
回帰直線の傾きを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求める
欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）とを具備することを特徴
とする。

【００２５】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
２記載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式
で表現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、前記区間頻度（Ｆ
_ｎ）を下式で近似し、（式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、下式を解いて得ら
れた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙとして構成され
る座標点を前記プロットデータとしてｘｙ平面上にプロ
ットし、（式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）では、下式を実行す
る（式６） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積、ΔＩ：区分幅 ことを特徴とする。

【００２６】また、請求項１４記載の発明は、請求項１
２記載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式
で表現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、前記区間頻度（Ｆ
_ｎ）を下式で近似し、（式７） ａ：傾き 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、下式を前記ｘｙ平
面のｘ軸に、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙ軸に設定して、
前記プロットデータを該ｘｙ平面上にプロットし、（式
８） Ｉ_ｎ：区間強度、ΔＩ：区分幅 前記欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）では、下式を実行す
る（式９） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積 ことを特徴とする。

【００２７】また、請求項１５記載の発明は、半導体
（１２）内に存在する欠陥（１４）の散乱能（Ｉ_０）を
測定する欠陥散乱能測定方法において、レーザ光（１
０）を用いて前記半導体（１２）の測定領域（Ｒ）を走
査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠陥（１４）か
ら得られた散乱光（１６）の強度分布を測定する強度分
布測定工程（Ｓ１００）と、前記強度分布測定工程（Ｓ
１００）で測定した強度分布から欠陥散乱強度（３６）
を抽出する欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）と、前記
欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥散乱
強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分する
欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）と、前記欠陥散乱強
度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区間の区間強度
（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定工程（Ｓ１０６）と、
前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ
１０８）と、前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定
した前記各区間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１
０）の減衰曲線（１８）に適用して、前記区間頻度導出
工程（Ｓ１０８）で求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似
する線形近似工程（Ｓ１１４）と、前記線形近似工程
（Ｓ１１４）による近似結果を複数のプロットデータと
してｘｙ平面上にプロットするプロット工程（Ｓ１１
６）と、前記プロット工程（Ｓ１１６）でプロットした
プロットデータの回帰直線を取得する回帰直線取得工程
（Ｓ１１８）と、前記回帰直線取得工程（Ｓ１１８）で
取得した回帰直線のｘ切片を用いて、前記散乱能
（Ｉ_０）を求める散乱能導出工程（Ｓ１２０）とを具備
することを特徴とする。

【００２８】また、請求項１６記載の発明は、請求項１
５記載の発明において、前記減衰曲線（１８）は、下式
で表現され、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、前記区間頻度（Ｆ
_ｎ）を下式で近似し、（式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、下式を解いて得ら
れた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）をｙとして構成され
る座標点を前記プロットデータとしてｘｙ平面上にプロ
ットし、（式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記散乱能導出工程（Ｓ１２０）では、下式を実行する
（式１０） Ｉ_０：散乱能、ｃ：回帰直線のｘ切片 ことを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００３０】（発明の概要）本発明の特徴は、半導体１
２の内部に存在する欠陥１４が同一のサイズを有してい
るものと仮定し、レーザ光１０の走査によって測定した
散乱光１６の強度をレーザ光１０の減衰曲線に適用し
て、欠陥１４が存在する深さｄを決定することにある。
このような構成により、各欠陥１４の散乱能の差は、該
各欠陥１４が存在する深さｄの差として表現される。そ
の結果、サイズが異なる欠陥が分布している場合であっ
ても、正確な欠陥密度を得ることができる（図１参
照）。

【００３１】（第１の形態）本発明の第１の形態は、欠
陥密度の測定に係る発明である。一般に、半導体の内部
には、サイズの異なる複数の欠陥が様々な深さで存在し
ている。このような分布を有する欠陥の密度を求めるに
は、当該各欠陥の散乱能と当該各欠陥が存在する深さと
を考慮する必要がある。

【００３２】半導体の内部に存在する欠陥の散乱能と該
欠陥の深さを直接測定することは、現在の技術では困難
である。そこで、本発明者は、同一サイズの欠陥が一定
の体積内に分布したモデルを提唱し、正確な欠陥密度の
導出を図っている。一般に、半導体内部に存在する欠陥
の大きさは、数十ｎｍ程度のバラツキである場合が多
く、特に、ｇｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥は、ほぼ同一サイズで
形成されるため、半導体内部の欠陥分布は、上記モデル
を使用して十分表現できる。

【００３３】本発明の第１の形態は、上記観点から構成
された発明であり、半導体の欠陥密度を正確に求める技
術を提供する。

【００３４】図１は、本発明の第１の形態に係る欠陥密
度測定装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基
づいて、本発明の第１の形態の構成を説明する。

【００３５】半導体１２は、シリコン、ゲルマニウム等
の結晶体である。この半導体１２は、シリコンウェハや
シリコン基板のような形態で産業的に利用される。

【００３６】欠陥１４は、半導体１２の内部に形成され
た結晶欠陥であり、同図に示すように、半導体１２の内
部に様々な深さで分布している。これらの欠陥１４は、
様々なサイズを有しており、サイズが大きいほどレーザ
光１０の散乱能が大きくなる。本明細書では、欠陥１４
が存在する深さを欠陥深さｄとして定義する。

【００３７】レーザ光１０は、半導体１２の表面から照
射され、該半導体１２の内部に存在する欠陥１４を検出
する手段として使用される。このレーザ光１０は、半導
体１２の内部を進行している間に減衰する。レーザ光１
０の減衰特性は、該レーザ光１０の波長と、半導体１２
の構成元素によって決まる。レーザ光１０の減衰特性に
ついては、従来から様々な研究結果が報告されており、
公知の技術として利用されている。本発明でもこのレー
ザ光１０の減衰特性を利用している。この点についての
説明は後述する。

【００３８】散乱光１６は、半導体１２の内部に入射し
たレーザ光１０が欠陥１４に衝突して発生した光の一成
分である。レーザ光１０が欠陥１４に衝突すると、該衝
突した欠陥１４のサイズに応じて散乱し、その一部が半
導体１２の表面から放出される。本発明では、この放出
された散乱光１６の強度を測定し、欠陥密度の導出に利
用する。散乱光１６もレーザ光１０と同様に半導体１２
の内部を進行している間に減衰する。従って、欠陥深さ
ｄが大きい程、レーザ光１０および散乱光１６が減衰
し、半導体１２の表面から放出される信号が小さくな
る。

【００３９】強度分布測定手段１００は、レーザ光１０
を用いて半導体１２の測定領域Ｒを走査し、該測定領域
Ｒに存在する欠陥１４から得られた散乱光１６の強度分
布を測定する手段である。この強度分布測定手段１００
は、半導体１２の測定領域Ｒ内でレーザ光１０の照射と
散乱光１６の受光とを繰り返し、該測定領域Ｒ内の欠陥
分布を散乱光１６の強度分布として測定する。同図で
は、半導体１２の構造を断面図で示しているため、走査
測定領域Ｒが一次元で示されているが、実際の測定領域
Ｒは、平面とすることが好ましい。

【００４０】図２は、強度分布測定手段１００が測定し
た散乱光１６の強度分布と欠陥散乱強度の抽出を示す概
念図である。同図に示すグラフは、半導体１２の測定位
置を横軸に、該測定位置で受光した散乱光１６の強度を
縦軸に設定した場合の強度分布を想定している。同図に
示すように、半導体１２の表面から放出された散乱光１
６の強度は、半導体１２の測定位置によって変化し、測
定領域Ｒ全体として見ると、ある分布を持った信号とな
る。これは、強度分布測定手段１００が半導体１２の内
部に様々な深さで存在するサイズの異なる欠陥からの散
乱光を検出するからである。

【００４１】欠陥散乱強度抽出手段１０２は、強度分布
測定手段１００が測定した強度分布から欠陥散乱強度３
６を抽出する手段である。欠陥散乱強度３６の抽出は、
図２に示すように、強度分布測定手段１００が測定した
強度分布から欠陥に起因すると考えられるピークを選択
して行う。例えば、図２に示す例では、測定位置Ｐ_１、
Ｐ_２、Ｐ_３、・・・Ｐ_ｎにおける散乱強度ｉ_１、ｉ_２、
ｉ_３、・・・ｉ_ｎを欠陥散乱強度３６とする。

【００４２】欠陥散乱強度区分手段１０４は、欠陥散乱
強度抽出手段１０２が抽出した欠陥散乱強度３６を区分
幅ΔＩで複数の区間に区分する手段である。この欠陥散
乱強度区分手段１０４は、欠陥散乱強度抽出手段１０２
が抽出した欠陥散乱強度３６を強度別に区分幅ΔＩでク
ラス分けする。例えば、区分幅ΔＩを１０として、０〜
１０の散乱強度を第１の区間に区分し、１０〜２０の散
乱強度を第２の区間に区分する。そして、当該区分によ
って得られた区分情報を区間強度決定手段１０６および
区間頻度導出手段１０８に出力する。

【００４３】区間強度決定手段１０６は、欠陥散乱強度
区分手段１０４が区分した各区間の区間強度Ｉ_ｎを決定
する手段である。区間強度Ｉ_ｎの決定は、各区間内の強
度の平均値、最小値および最大値のいずれを使用して行
ってもよい。区間強度Ｉ_ｎの決定基準は各区間で統一す
る。

【００４４】区間頻度導出手段１０８は、欠陥散乱強度
区分手段１０４が区分した各区間の区間頻度Ｆ_ｎを導出
する手段である。例えば、図２に示す欠陥散乱強度３６
のピークを１頻度とし、欠陥散乱強度区分手段１０４が
区分した各区間の頻度を集計して、区間頻度Ｆ_ｎを求め
る。

【００４５】図３は、区間頻度導出手段１０８が導出し
た区間頻度Ｆ_ｎの概念を示す概念図である。同図は、区
間頻度導出手段１０８が導出した区間頻度Ｆ_ｎをヒスト
グラムで表現したものである。同図に示すように、欠陥
散乱強度抽出手段１０２が抽出した欠陥散乱強度３６
は、区間強度Ｉ_ｎと区間頻度Ｆ_ｎとの関係で表すことが
できる。

【００４６】区間深さ導出手段１１０は、区間頻度導出
手段１０８が求めた各区間の区間強度Ｉ_ｎをレーザ光１
０の減衰曲線１８に適用して、該各区間の区間深さΔｄ
_ｎを求め手段である。

【００４７】図４は、レーザ光１０の減衰曲線を示すグ
ラフである。同図に示す減衰曲線１８は、半導体１２の
内部に入射したレーザ光１０の減衰と、該レーザ光１０
が欠陥１４に衝突して発生した散乱光１６の減衰とを考
慮したものであり、欠陥深さｄと散乱光の強度との関係
を示すグラフになっている。同図に示す減衰曲線１８
は、下式で定義できる。

【００４８】（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
α：レーザ光の減衰深さ ここで、レーザ光の減衰深さαは、線吸収係数とも呼ば
れ、前述したように、半導体の構成元素や組成によって
決まる値である。

【００４９】図５は、レーザ光の波長λと減衰深さαと
の関係を示すグラフである。同図に示すグラフは、半導
体１２がシリコンで構成されている場合の減衰深さを示
している。例えば、波長８００ｎｍのレーザ光をシリコ
ン中に照射した場合には、該レーザ光は、式１で示す特
性で減衰しながら、１０μｍの深さまで進行する。

【００５０】区間深さ導出手段１１０は、区間強度決定
手段１０６が決定した区間強度Ｉ_ｎに対応する欠陥深さ
を図４に示すレーザ光１０の減衰曲線１８から求めて、
区間深さΔｄ_ｎとする。区間深さΔｄ_ｎの導出方法とし
ては、減衰曲線１８の微分または差分演算が考えられ
る。以下、これらの方法を微分型導出法および差分型導
出法と称して説明する。

【００５１】１．微分型導出法 微分型導出法では、以下に示す一連のステップを実行し
て区間深さΔｄ_ｎを導出する。

【００５２】（１）式１に示す減衰曲線１８を深さｄで
微分する。減衰曲線１８を微分した結果は、下式とな
る。

【００５３】（式１３） 上式によって得られた値は、減衰曲線１８の傾きを示
す。

【００５４】（２）減衰曲線１８の傾きと区間深さΔｄ
_ｎの積は、区分幅ΔＩと考えることができるので、下式
が成り立つ。

【００５５】（式１４） 尚、減衰曲線１８を微分すると、マイナスの符号がでる
が、区分幅ΔＩは、絶対値であるため、上式ではマイナ
スの符号を削除して用いる。

【００５６】（３）式１４をΔｄ_ｎ＝の形に整理して、
下式を導出する。

【００５７】（式１５） ここで、上式の分母に式１の右辺が含まれていることに
着目し、下式を導出する。

【００５８】（式１６） 上式のＩ（ｄ）は、深さｄに存在する欠陥の散乱光強度
である。

【００５９】（４）深さｄに存在する欠陥の散乱光強度
は、区間深さΔｄ_ｎに対応する区間強度Ｉ_ｎと等価であ
るので、下式が成り立つ。

【００６０】（式２） 上式を解いて得られた値が区間深さΔｄ_ｎとなる。

【００６１】２．差分型導出法 差分型導出法では、以下に示す一連のステップを実行し
て区間深さΔｄ_ｎを導出する。

【００６２】（１）レーザ光の減衰曲線１８より、区間
強度Ｉ_ｎに対応する欠陥深さｄ_ｎは、下式で表現でき
る。

【００６３】（式１７） 上式により、区間ｎにおける区間深さと欠陥深さとが関
係づけられる。

【００６４】（２）式１７をｄ_ｎ＝の形に整理して、下
式を導出する。

【００６５】（式１８） 上式により、区間ｎにおける欠陥深さが求まる。

【００６６】（３）レーザ光の減衰曲線１８より、区間
強度Ｉ_ｎ＋１に対応する欠陥深さｄ_{ｎ ＋１}は、下式で表
現できる。

【００６７】（式１９） 上式により、区間ｎ＋１における区間深さと欠陥深さと
が関係づけられる。

【００６８】（４）式１９をｄ_ｎ＋１＝の形に整理し
て、下式を導出する。

【００６９】（式２０） 上式により、区間ｎ＋１における欠陥深さが求まる。

【００７０】（５）図５に示すように、区間深さΔｄ_ｎ
は、欠陥深さｄ_ｎと欠陥深さｄ_ｎ＋１との差であるた
め、下式が成立する。

【００７１】（式２１） 上式を整理し、下式を導出する。

【００７２】（式３） 上式を解いて得られた値が区間深さΔｄ_ｎとなる。

【００７３】区間深さ導出手段１１０は、上述した微分
型導出法または差分型導出法によって、区間深さΔｄ_ｎ
を求め、欠陥密度導出手段１１２に出力する。

【００７４】欠陥密度導出手段１１２は、区間頻度導出
手段１０８が求めた区間頻度Ｆ_ｎと、区間深さ導出手段
１１０が求めた区間深さΔｄ_ｎとを用いて、欠陥密度ρ
を求める手段である。各区間の区間深さΔｄ_ｎが求まれ
ば、測定領域Ｒの面積から各区間の体積を求めることが
できるため、区間頻度Ｆ_ｎを当該求めた体積で割れば、
各区間の欠陥密度が求まる。このようにして求めた各区
間の欠陥密度は、それぞれが微小領域における欠陥密度
を示すため、測定領域Ｒの欠陥密度ρを決定するための
データして使用できる。欠陥密度導出手段１１２は、こ
のようにして求めたデータを用いて、欠陥密度ρを決定
する。例えば、当該各データの平均値をとって欠陥密度
ρとする。

【００７５】以上説明した本発明の第１の形態に係る欠
陥密度測定装置は、欠陥密度測定方法として構成するこ
ともできる。

【００７６】図６は、本発明の第１の形態に係る欠陥密
度測定方法の構成を示すフローチャートである。以下、
同図に基づいて、本発明の第１の形態に係る欠陥密度測
定方法の構成を説明する。

【００７７】同図に示す強度分布測定工程Ｓ１００は、
前述した強度分布測定手段１００に対応する構成であ
り、以下同様に、欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２は欠陥
散乱強度抽出手段１０２に対応し、欠陥散乱強度区分工
程Ｓ１０４は欠陥散乱強度区分手段１０４に対応し、区
間強度決定工程Ｓ１０６は区間強度決定手段１０６に対
応し、区間頻度導出工程Ｓ１０８は区間頻度導出手段１
０８に対応し、区間深さ導出工程Ｓ１１０は区間深さ導
出手段１１０に対応し、欠陥密度導出工程Ｓ１１２は欠
陥密度導出手段１１２に対応する。

【００７８】同図に示す構成を一連のステップとして実
行すると以下のようになる。

【００７９】（１）レーザ光１０を半導体１２の表面に
照射する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【００８０】（２）上記照射によって半導体１２の表面
から放出した散乱光１６を受光する（強度分布測定工程
Ｓ１００）。

【００８１】（３）レーザ光１０の照射位置を変化させ
ながら、ステップ１およびステップ２の処理を繰り返
し、測定領域Ｒを走査して、該測定領域Ｒの強度分布を
測定する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【００８２】（４）強度分布測定工程Ｓ１００で測定し
た強度分布から欠陥散乱強度３６を抽出する（欠陥散乱
強度抽出工程Ｓ１０２）。

【００８３】（５）欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２で抽
出した欠陥散乱強度３６を区分幅ΔＩで区分する（欠陥
散乱強度区分工程Ｓ１０４）。

【００８４】（６）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間強度を決定する（区間強度決
定工程Ｓ１０６）。

【００８５】（７）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間頻度を求める（区間頻度導出
工程Ｓ１０８）。

【００８６】（８）各区間ごとに式２または式３を実行
して、該各区間の区間深さΔｄ_ｎを求める（区間深さ導
出工程Ｓ１１０）。

【００８７】（９）区間頻度導出工程Ｓ１０８で求めた
区間頻度Ｆ_ｎと、区間深さ導出工程Ｓ１１０で求めた区
間深さΔｄ_ｎとを用いて、欠陥密度ρを求める（欠陥密
度導出工程Ｓ１１２）。

【００８８】以上説明した本発明の第１の形態によれ
ば、レーザ光の減衰曲線に基づいて、欠陥深さが決定さ
れるため、異なるサイズの欠陥が様々な深さに存在する
場合でも、正確な欠陥密度を測定することができる。

【００８９】（第２の形態）本発明の第２の形態は、線
形近似を利用して欠陥密度を求める発明である。上述し
た第１の形態に示すように、半導体の欠陥密度は、区間
頻度Ｆ_ｎと区間深さΔｄ_ｎから求めることができる。本
発明者は、この第１の形態をさらに詳細に検討し、幾何
学的な手法によって欠陥密度を求める方法を創作した。
この方法は、レーザ光の減衰曲線と欠陥頻度との関係を
数学的に展開すれば、区間頻度Ｆ_ｎを線形近似できると
いう発想に基づくものである。

【００９０】本発明の第２の形態は、上記観点から構成
された発明であり、半導体の欠陥密度を幾何学的に求め
る技術を提供する。

【００９１】図７は、本発明の第２の形態に係る欠陥密
度測定装置の構成を示す概念図である。以下、同図に基
づいて、本発明の第２の形態の構成を説明する。

【００９２】強度分布測定手段１００、区間強度決定手
段１０６および区間頻度導出手段１０８は、前述した第
１の形態と同じであるので説明を省略する。

【００９３】線形近似手段１１４は、区間強度決定手段
１０６が決定した各区間の区間強度Ｉ_ｎをレーザ光１０
の減衰曲線１８に適用して、区間頻度導出手段１０８が
求めた区間頻度Ｆ_ｎを線形近似する手段である。区間頻
度Ｆ_ｎの線形近似は、以下のような手順によって行う。

【００９４】（１）区間頻度Ｆ_ｎを下式で表現する。

【００９５】（式２２） ここで、Ｓは測定領域Ｒの面積であり、既知の値であ
る。

【００９６】（２）第１の形態で説明した微分型導出法
または差分型導出法により、式２２中の区間深さΔｄ_ｎ
を区間強度Ｉ_ｎの関数として表現する。区間深さΔｄ_ｎ
の導出に微分型導出法を用いた場合には、式２２は以下
のようになる。

【００９７】（式２３） 上式は、式２２に式２を代入して求めたものである。

【００９８】一方、区間深さΔｄ_ｎの導出に微分型導出
法を用いた場合には、式２２は以下のようになる。

【００９９】（式２４） 上式は、式２２に式３を代入して求めたものである。

【０１００】（３）式２３または式２４に対して、以下
に示すいずれかの近似スタイルを適用する。

【０１０１】（式４） （式７） 上記式４の近似スタイルと式７の近似スタイルは、ｙ切
片＝０とするかどうかの差であり、いずれの近似スタイ
ルを適用してもよい。

【０１０２】プロット手段１１６は、線形近似手段１１
４による近似結果を複数のプロットデータとしてｘｙ平
面上にプロットする手段である。上記式４または式７が
適用された微分型の式２３のｘ軸は、下式で表現するこ
とができる。

【０１０３】（式５） この場合には、プロット手段１１６は、上式を解いて得
られた値をｘ、区間頻度Ｆ_ｎをｙとして構成される座標
点をプロットデータとして、ｘｙ平面上にプロットす
る。

【０１０４】一方、上記式４または式７が適用された微
分型の式２４のｘ軸は、下式で表現することができる。

【０１０５】（式８） この場合には、プロット手段１１６は、上式を解いて得
られた値をｘ、区間頻度Ｆ_ｎをｙとして構成される座標
点をプロットデータとして、ｘｙ平面上にプロットす
る。

【０１０６】回帰直線取得手段１１８は、プロット手段
１１６がプロットしたプロットデータの回帰直線を取得
する手段である。回帰直線は、作図的方法によって所得
しても、近似演算によって取得してもよい。

【０１０７】図８は、微分型導出法とｙ切片を考慮した
線形近似により得られたプロットデータと、該プロット
データの回帰直線を示す概念図である。同図に示すよう
に、微分型導出法をｙ＝ａｘ＋ｂのスタイルで近似した
場合には、回帰直線は、ｘｙ平面の原点を通らないとい
う条件で求める。

【０１０８】図９は、差分型導出法とｙ切片を０とした
場合の線形近似により得られたプロットデータと、該プ
ロットデータの回帰直線を示す概念図である。同図に示
すように、差分型導出法をｙ＝ａｘのスタイルで近似し
た場合には、回帰直線は、ｘｙ平面の原点を通るという
条件で求める。

【０１０９】欠陥密度導出手段１１２は、回帰直線取得
手段１１８が取得した回帰直線の傾きを用いて、欠陥密
度ρを求める手段である。ここで、回帰直線の傾きａ’
は、線形近似式の傾きａと等しくなり、微分型の場合に
は、下式で表現できる。

【０１１０】（式２５） 上式は、式２３に基づいて導出したものである。

【０１１１】一方、差分型の場合には、下式で表現でき
る。

【０１１２】（式２６） 上式は、式２４に基づいて導出したものである。

【０１１３】よって、欠陥密度ρは、微分型の場合に
は、下式で求めることができる。

【０１１４】（式６） この場合には、欠陥密度導出手段１１２は、上式を解い
て得られた値を欠陥密度ρとする。

【０１１５】一方、差分型の場合には、下式で求めるこ
とができる。

【０１１６】（式９） この場合には、欠陥密度導出手段１１２は、上式を解い
て得られた値を欠陥密度ρとする。

【０１１７】以上説明した本発明の第２の形態に係る欠
陥密度測定装置は、欠陥密度測定方法として構成するこ
ともできる。

【０１１８】図１０は、本発明の第２の形態に係る欠陥
密度測定方法の構成を示すフローチャートである。以
下、同図に基づいて、本発明の第２の形態に係る欠陥密
度測定方法の構成を説明する。

【０１１９】同図に示す強度分布測定工程Ｓ１００は、
前述した強度分布測定手段１００に対応する構成であ
り、以下同様に、欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２は欠陥
散乱強度抽出手段１０２に対応し、欠陥散乱強度区分工
程Ｓ１０４は欠陥散乱強度区分手段１０４に対応し、区
間強度決定工程Ｓ１０６は区間強度決定手段１０６に対
応し、区間頻度導出工程Ｓ１０８は区間頻度導出手段１
０８に対応し、線形近似工程Ｓ１１４は線形近似手段１
１４に対応し、プロット工程Ｓ１１６はプロット手段１
１６に対応し、回帰直線取得工程Ｓ１１８は回帰直線取
得手段１１８に対応し、欠陥密度導出工程Ｓ１１２は欠
陥密度導出手段１１２に対応する。

【０１２０】同図に示す構成を一連のステップとして実
行すると以下のようになる。

【０１２１】（１）レーザ光１０を半導体１２の表面に
照射する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【０１２２】（２）上記照射によって半導体１２の表面
から放出した散乱光１６を受光する（強度分布測定工程
Ｓ１００）。

【０１２３】（３）レーザ光１０の照射位置を変化させ
ながら、ステップ１およびステップ２の処理を繰り返
し、測定領域Ｒを走査して、該測定領域Ｒの強度分布を
測定する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【０１２４】（４）強度分布測定工程Ｓ１００で測定し
た強度分布から欠陥散乱強度３６を抽出する（欠陥散乱
強度抽出工程Ｓ１０２）。

【０１２５】（５）欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２で抽
出した欠陥散乱強度３６を区分幅ΔＩで区分する（欠陥
散乱強度区分工程Ｓ１０４）。

【０１２６】（６）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間強度を決定する（区間強度決
定工程Ｓ１０６）。

【０１２７】（７）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間頻度を求める（区間頻度導出
工程Ｓ１０８）。

【０１２８】（８）式４または式７に示すスタイルで区
間頻度Ｆ_ｎを線形近似する（線形近似工程Ｓ１１４）。

【０１２９】（９）線形近似工程Ｓ１１４で近似した結
果に基づいて、ｘｙ平面上にプロットする座標を求め
る。即ち、式５または式８を算出し、当該算出によって
得られた値をｘ、区間頻度をｙとして構成される座標点
をｘｙ平面上にプロットする（プロット工程Ｓ１１
６）。

【０１３０】（１０）プロット工程Ｓ１１６でｘｙ平面
上にプロットしたデータの回帰直線を取得する（回帰直
線取得工程Ｓ１１８）。

【０１３１】（１１）回帰直線取得工程Ｓ１１８で取得
した回帰直線の傾きを求め、当該求めた傾きを式６また
は式９に代入して、欠陥密度ρを算出する（欠陥密度導
出工程Ｓ１１２）。

【０１３２】以上説明した本発明の第２の形態によれ
ば、区間頻度Ｆ_ｎが幾何学的手法によって処理されるた
め、欠陥密度ρを正確に求めることができる。尚、この
第２の形態でも、第１の形態と同様に、レーザ光の減衰
曲線が考慮されるため、欠陥深さが適切に決定される。

【０１３３】（第３の形態）本発明の第３の形態は、欠
陥散乱能の測定に係る発明である。前述したように、欠
陥の散乱能は、欠陥の大きさによって決まるため、散乱
能がわかれば、欠陥サイズを予測することができる。欠
陥サイズを予測する技術は、従来から望まれており、欠
陥の評価において利用価値が高い技術である。ここで、
欠陥の散乱能は、レーザ光の減衰を考慮しない場合の散
乱強度と等価である。本発明者は、この事実を上記第２
の形態で説明した幾何学的手法に適用し、欠陥の散乱能
を求める方法を創作した。

【０１３４】本発明の第３の形態は、上記観点から構成
された発明であり、欠陥の散乱能を求める技術を提供す
る。

【０１３５】図１１は、本発明の第３の形態に係る欠陥
散乱能測定装置の構成を示す概念図である。以下、同図
に基づいて、本発明の第３の形態の構成を説明する。

【０１３６】同図に示すように、第３の形態に係る欠陥
散乱能測定装置は、第２の形態に係る欠陥密度測定装置
の欠陥密度導出手段１１２に代えて、散乱能導出手段１
２０を具備する。それ以外の構成は、第２の形態と同じ
である。ただし、線形近似手段１１４は、ｙ＝ａｘ＋ｂ
の近似スタイルを使用する。

【０１３７】図１２は、微分型導出法とｙ切片を考慮し
た線形近似により得られたプロットデータと、該プロッ
トデータの回帰直線を示す概念図である。同図に示すよ
うに、微分型導出法をｙ＝ａｘ＋ｂのスタイルで近似す
ると、回帰直線取得手段１１８が取得した回帰直線にｘ
切片が生じる。

【０１３８】散乱能導出手段１２０は、このｘ切片を用
いて、欠陥１４の散乱能Ｉ_０を求める。欠陥１４の散乱
能Ｉ_０は次の手順によって求めることができる。

【０１３９】（１）欠陥１４の散乱能Ｉ_０は、レーザ光
１０が減衰しなかった場合の散乱光１６の強度と等価で
あるため、該散乱能Ｉ_０は、深さ０での散乱光１６の強
度であると考える。

【０１４０】（２）レーザ光の減衰曲線１８は、式１に
示すように、エクスポーネンシャルのカーブであるた
め、欠陥深さ＝０で区間深さΔｄ_ｎ＝０となる。従っ
て、下式のΔｄ_ｎに０を代入する。

【０１４１】（式２２） ここで、測定領域Ｒの面積Ｓと欠陥密度ρは、ある値を
有するため、区間深さΔｄ_ｎが０であるときは、区間頻
度Ｆ_ｎが０であると考えることができる。

【０１４２】（３）よって、散乱強度が欠陥の散乱能Ｉ
_０と等しいときは、区間頻度Ｆ_ｎ＝０となるので、図１
２に示す回帰直線のｘ切片を下式で表現することができ
る。

【０１４３】（式２７） 上式中、ｃは、回帰直線のｘ切片である。

【０１４４】そして、上式をＩ_０＝の形に整理すれば、
下式のようになる。

【０１４５】（式１０） 散乱能導出手段１２０は、上式を解いて得られた値を欠
陥１４の散乱能Ｉ_０とする。

【０１４６】尚、図１２には、微分型のプロットデータ
と回帰直線を示したが、本発明の第３の形態は、差分型
でも実施可能である。

【０１４７】以上説明した本発明の第３の形態に係る欠
陥散乱能測定装置は、欠陥散乱能測定方法として構成す
ることもできる。

【０１４８】図１３は、本発明の第３の形態に係る欠陥
散乱能測定方法の構成を示すフローチャートである。以
下、同図に基づいて、本発明の第３の形態に係る欠陥散
乱能測定方法の構成を説明する。

【０１４９】同図に示す強度分布測定工程Ｓ１００は、
前述した強度分布測定手段１００に対応する構成であ
り、以下同様に、欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２は欠陥
散乱強度抽出手段１０２に対応し、欠陥散乱強度区分工
程Ｓ１０４は欠陥散乱強度区分手段１０４に対応し、区
間強度決定工程Ｓ１０６は区間強度決定手段１０６に対
応し、区間頻度導出工程Ｓ１０８は区間頻度導出手段１
０８に対応し、線形近似工程Ｓ１１４は線形近似手段１
１４に対応し、プロット工程Ｓ１１６はプロット手段１
１６に対応し、回帰直線取得工程Ｓ１１８は回帰直線取
得手段１１８に対応し、散乱能導出工程Ｓ１２０は散乱
能導出手段１２０に対応する。

【０１５０】同図に示す構成を一連のステップとして実
行すると以下のようになる。

【０１５１】（１）レーザ光１０を半導体１２の表面に
照射する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【０１５２】（２）上記照射によって半導体１２の表面
から放出した散乱光１６を受光する（強度分布測定工程
Ｓ１００）。

【０１５３】（３）レーザ光１０の照射位置を変化させ
ながら、ステップ１およびステップ２の処理を繰り返
し、測定領域Ｒを走査して、該測定領域Ｒの強度分布を
測定する（強度分布測定工程Ｓ１００）。

【０１５４】（４）強度分布測定工程Ｓ１００で測定し
た強度分布から欠陥散乱強度３６を抽出する（欠陥散乱
強度抽出工程Ｓ１０２）。

【０１５５】（５）欠陥散乱強度抽出工程Ｓ１０２で抽
出した欠陥散乱強度３６を区分幅ΔＩで区分する（欠陥
散乱強度区分工程Ｓ１０４）。

【０１５６】（６）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間強度を決定する（区間強度決
定工程Ｓ１０６）。

【０１５７】（７）欠陥散乱強度区分工程Ｓ１０４での
区分結果に基づいて、区間頻度を求める（区間頻度導出
工程Ｓ１０８）。

【０１５８】（８）ｙ＝ａｘ＋ｂのスタイルで区間頻度
Ｆ_ｎを線形近似する（線形近似工程Ｓ１１４）。

【０１５９】（９）線形近似工程Ｓ１１４で近似した結
果に基づいて、ｘｙ平面上にプロットする座標を求め
る。即ち、式５または式８を算出し、当該算出によって
得られた値をｘ、区間頻度をｙとして構成される座標点
をｘｙ平面上にプロットする（プロット工程Ｓ１１
６）。

【０１６０】（１０）プロット工程Ｓ１１６でｘｙ平面
上にプロットしたデータの回帰直線を取得する（回帰直
線取得工程Ｓ１１８）。

【０１６１】（１１）回帰直線取得工程Ｓ１１８で取得
した回帰直線のｘ切片を求め、当該求めたｘ切片を式１
０に代入して、散乱能Ｉ_０を算出する（散乱能導出工程
Ｓ１２０）。

【０１６２】以上説明した本発明の第３の形態によれ
ば、欠陥１４の散乱能Ｉ_０を求めることができる。

【０１６３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。

【０１６４】（実施例の要約）半導体ウェハ３２を載置
したステージ３４を移動させながら、該半導体ウェハ３
２の表面にレーザ光１０を照射するとともに、該半導体
ウェハ３２の表面から放出された散乱光１６を受光装置
２６で受光して、散乱光１６の強度分布を測定する。そ
して、当該測定した強度分布をコントローラ２０で処理
し、半導体ウェハ３２の欠陥密度を求める（図１４参
照）。

【０１６５】（好適な実施例）図１４は、本発明の好適
な実施例に係る欠陥測定装置の構成を示す側面図であ
る。以下、同図に基づいて、この欠陥測定装置の構成を
説明する。

【０１６６】照射装置２２は、半導体ウェハ３２の表面
に向けてレーザ光１０を照射する装置である。この照射
装置２２は、上下動が可能な状態でフレーム２４に固定
され、半導体ウェハ３２に対し、所定の距離から所定の
角度でレーザ光１０を照射する。照射装置２２が照射す
るレーザ光１０の出力は、コントローラ２０から指示さ
れる。

【０１６７】受光装置２６は、半導体ウェハ３２の表面
から放出された散乱光１６を受光する装置である。この
受光装置２６は、上下動可能な状態でフレーム２４に固
定され、半導体ウェハ３２の表面から所定の距離を隔て
た位置で散乱光を受光する。受光装置２６が受光した散
乱光の強度は、コントローラ２０に出力される。

【０１６８】ステージ３４は、その上面に半導体ウェハ
３２を載置し、コントローラ２０の指示に従って、該載
置した半導体ウェハ３２とともにベース３８上をＸＹ方
向に移動する。ステージ３４が移動した位置は、コント
ローラ２０に出力される。

【０１６９】コントローラ２０は、レーザ光１０の照射
出力、照射装置２２の上下動、受光装置２６の上下動お
よびステージ３４の移動方向を指示するとともに、受光
装置２６から散乱光の強度を受信し、ステージ３４から
該ステージ３４が移動した位置を受信して、所定の演算
を実行する。

【０１７０】以下、上記のように構成される欠陥測定装
置の動作を説明する。

【０１７１】コントローラ２０は、照射装置２２にレー
ザ光１０の出力と該照射装置２２の上下位置を、受光装
置２６に該受光装置２６の上下位置を、ステージ３４に
測定位置をそれぞれ出力する。コントローラ２０から上
下位置を受信した照射装置２２および受光装置２６は、
当該受信した上下位置に移動し、半導体ウェハ３２との
間に所定の距離を隔てて停止する。同時に、コントロー
ラ２０から測定位置を受信したステージ３４は、半導体
ウェハ３２とともに当該受信した測定位置に移動し、当
該移動した位置をコントローラ２０に出力する。

【０１７２】その後、照射装置２２は、コントローラ２
０から受信した照射出力で半導体ウェハ３２の表面にレ
ーザ光１０を照射する。受光装置２６は、照射装置２２
のレーザ照射によって、半導体ウェハ３２の表面から放
出された散乱光１６を受光し、当該受光した散乱光１６
の強度をコントローラ２０に出力する。

【０１７３】コントローラ２０は、受光装置２６から受
信した散乱光１６の強度と、ステージ３４から受信した
測定位置とを記憶した後、次の測定位置をステージ３４
に出力する。このような動作を繰り返して、半導体ウェ
ハ３２の所定領域をレーザ光１０で走査する。

【０１７４】コントローラ２０は、半導体ウェハ３２の
走査が終了した後、受光装置２６から受信した散乱光１
６の強度から欠陥散乱強度を抽出する。そして、当該抽
出した欠陥散乱強度を区分幅ΔＩで区分して、該区分し
た区間ごとに欠陥の頻度を求める。

【０１７５】図１５は、図１４に示すコントローラ２０
が生成したヒストグラムの一例を示すグラフである。コ
ントローラ２０が求めた欠陥の頻度をヒストグラムで示
すと、同図のようになる。

【０１７６】次に、コントローラ２０は、レーザ光１０
の減衰曲線１８の処理方法として、微分型または差分型
を選択し、微分型を選択した場合には、下式を解いて得
られた値をｘ、区間頻度Ｆ_ｎをｙとして構成される座標
点をプロットデータとして、ｘｙ平面上にプロットす
る。 （式５） 上式中、Ｉ_ｎは、図１５に示すヒストグラムのｘ軸に示
した区間強度である。

【０１７７】差分型を選択した場合には、下式を解いて
得られた値をｘ、区間頻度Ｆ_ｎをｙとして構成される座
標点をプロットデータとして、ｘｙ平面上にプロットす
る。

【０１７８】（式８） 上式中、Ｉ_ｎは、図１５に示すヒストグラムのｘ軸に示
した区間強度であり、ΔＩは、ヒストグラムの区分幅で
ある。

【０１７９】続いて、コントローラ２０は、ｙ＝ａｘま
たはｙ＝ａｘ＋ｂの近似スタイルを選択して、ｘｙ平面
上にプロットしたデータから回帰直線を取得する。

【０１８０】図１６は、ｙ＝ａｘ＋ｂの近似スタイルを
選択して取得した微分型のプロットデータと回帰直線の
一例を示すグラフである。そして、同図に示す回帰直線
の傾きａ’を求めて、下式の演算を実行する。

【０１８１】（式６） コントローラ２０は、上式を解いて得られた値を欠陥密
度ρとして表示する。

【０１８２】続いて、同図に示す回帰直線のｘ切片ｃを
求めて、下式の演算を実行する。

【０１８３】（式１０） コントローラ２０は、上式を解いて得られた値を散乱能
Ｉ_０として表示する。

【０１８４】一方、コントローラ２０がｙ＝ａｘの近似
スタイルを選択した場合には、次のようになる。

【０１８５】図１７は、ｙ＝ａｘの近似スタイルを選択
して取得した差分型のプロットデータと回帰直線の一例
を示すグラフである。コントローラ２０は、同図に示す
回帰直線の傾きａ’を求めて、下式の演算を実行する。

【０１８６】（式９） そして、上式を解いて得られた値を欠陥密度ρとして表
示する。

【０１８７】以上説明した手順によって、半導体ウェハ
３２の欠陥密度ρおよび該半導体ウェハ３２の内部に存
在する欠陥の散乱能Ｉ_０が測定される。

【０１８８】最後に、本発明の妥当性を検証するため、
上記実施例で測定した欠陥密度と、レーザ散乱トモグラ
フィで測定した欠陥密度とを比較した。

【０１８９】図１８は、本発明の好適な実施例によって
測定した欠陥密度と、レーザ散乱トモグラフィによって
測定した欠陥密度との相関を示すグラフである。同図に
示すように、両者の値は１：１で対応しており、本発明
によれば、正確な欠陥密度の測定が期待できることがわ
かる。

【０１９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
結晶欠陥の正確な評価に有効な半導体の欠陥密度測定装
置および方法並びに半導体の欠陥散乱能測定装置および
方法を提供することができる。

【０１９１】また、本発明の第１の形態によれば、レー
ザ光の減衰曲線に基づいて、欠陥深さが決定されるた
め、異なるサイズの欠陥が様々な深さに存在する場合で
も、正確な欠陥密度を測定することができる。

【０１９２】また、本発明の第２の形態によれば、区間
頻度Ｆ_ｎが幾何学的手法によって処理されるため、欠陥
密度ρを正確に求めることができる。尚、この第２の形
態でも、第１の形態と同様に、レーザ光の減衰曲線が考
慮されるため、欠陥深さが適切に決定される。

【０１９３】また、本発明の第３の形態によれば、欠陥
１４の散乱能Ｉ_０を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態に係る欠陥密度測定装置の
構成を示す概念図である。

【図２】強度分布測定手段１００が測定した散乱光１６
の強度分布と欠陥散乱強度の抽出を示す概念図である。

【図３】区間頻度導出手段１０８が導出した区間頻度Ｆ
_ｎの概念を示す概念図である。

【図４】レーザ光１０の減衰曲線を示すグラフである。

【図５】レーザ光の波長λと減衰深さαとの関係を示す
グラフである。

【図６】本発明の第１の形態に係る欠陥密度測定方法の
構成を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２の形態に係る欠陥密度測定装置の
構成を示す概念図である。

【図８】微分型導出法とｙ切片を考慮した線形近似によ
り得られたプロットデータと、該プロットデータの回帰
直線を示す概念図である。

【図９】差分型導出法とｙ切片を０とした場合の線形近
似により得られたプロットデータと、該プロットデータ
の回帰直線を示す概念図である。

【図１０】本発明の第２の形態に係る欠陥密度測定方法
の構成を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の形態に係る欠陥散乱能測定装
置の構成を示す概念図である。

【図１２】微分型導出法とｙ切片を考慮した線形近似に
より得られたプロットデータと、該プロットデータの回
帰直線を示す概念図である。

【図１３】本発明の第３の形態に係る欠陥散乱能測定方
法の構成を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の好適な実施例に係る欠陥測定装置の
構成を示す側面図である。

【図１５】図１４に示すコントローラ２０が生成したヒ
ストグラムの一例を示すグラフである。

【図１６】ｙ＝ａｘ＋ｂの近似スタイルを選択して取得
した微分型のプロットデータと回帰直線の一例を示すグ
ラフである。

【図１７】ｙ＝ａｘの近似スタイルを選択して取得した
差分型のプロットデータと回帰直線の一例を示すグラフ
である。

【図１８】本発明の好適な実施例によって測定した欠陥
密度と、レーザ散乱トモグラフィによって測定した欠陥
密度との相関を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…レーザ光、１２…半導体、１４…欠陥、１６…散
乱光、１８…減衰曲線、２０…コントローラ、２２…照
射装置、２４…フレーム、２６…受光装置、３２…半導
体ウェハ、３４…ステージ、３６…欠陥散乱強度、３８
…ベース、１００…強度分布測定手段、１０２…欠陥散
乱強度抽出手段、１０４…欠陥散乱強度区分手段、１０
６…区間強度決定手段、１０８…区間頻度導出手段、１
１０…区間深さ導出手段、１１２…欠陥密度導出手段、
１１４…線形近似手段、１１６…プロット手段、１１８
…回帰直線取得手段、１２０…散乱能導出手段、Ｓ１０
０…強度分布測定工程、Ｓ１０２…欠陥散乱強度抽出工
程、Ｓ１０４…欠陥散乱強度区分工程、Ｓ１０６…区間
強度決定工程、Ｓ１０８…区間頻度導出工程、Ｓ１１０
…区間深さ導出工程、Ｓ１１２…欠陥密度導出工程、Ｓ
１１４…線形近似工程、Ｓ１１６…プロット工程、Ｓ１
１８…回帰直線取得工程、Ｓ１２０…散乱能導出工程、
ｄ…欠陥深さ、Ｆ_ｎ…区間頻度、Ｉ_０…散乱能、Ｉ_ｎ…
区間強度、Ｒ…測定領域、Δｄ_ｎ…区間深さ、ΔＩ…区
分幅、α…減衰深さ、ρ…欠陥密度

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
   ４）の欠陥密度（ρ）を測定する欠陥密度測定装置にお
   いて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
   域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）から得られた散乱
   光（１６）の強度分布を測定する強度分布測定手段（１
   ００）と、 前記強度分布測定手段（１００）が測定した強度分布か
   ら欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出手
   段（１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出手段（１０２）が抽出した欠陥散
   乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分す
   る欠陥散乱強度区分手段（１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定手段（１０
   ６）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出手段（１０
   ８）と、 前記区間強度決定手段（１０６）が決定した前記各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線
   （１８）に適用して、該各区間の区間深さ（Δｄ_ｎ）を
   求める区間深さ導出手段（１１０）と、 前記区間頻度導出手段（１０８）が求めた区間頻度（Ｆ
   _ｎ）と、前記区間深さ導出手段（１１０）が求めた区間
   深さ（Δｄ_ｎ）とを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求め
   る欠陥密度導出手段（１１２）とを具備することを特徴
   とする半導体の欠陥密度測定装置。
2. 【請求項２】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
   強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
   α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出手段（１１０）は、下式を実行する
   （式２） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、ΔＩ：区分幅、
   Ｉ_ｎ：区間強度 ことを特徴とする請求項１記載の半導体の欠陥密度測定
   装置。
3. 【請求項３】 前記減衰曲線（１８）は、下式で表現さ
   れ、（式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
   強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
   α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出手段（１１０）は、下式を実行する
   （式３） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、Ｉ_ｎ：区間強度、Δ
   Ｉ：区分幅 ことを特徴とする請求項１記載の半導体の欠陥密度測定
   装置。
4. 【請求項４】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
   ４）の欠陥密度（ρ）を測定する欠陥密度測定装置にお
   いて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
   域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠
   陥（１４）から得られた散乱光（１６）の強度分布を測
   定する強度分布測定手段（１００）と、 前記強度分布測定手段（１００）が測定した強度分布か
   ら欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出手
   段（１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出手段（１０２）が抽出した欠陥散
   乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分す
   る欠陥散乱強度区分手段（１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定手段（１０
   ６）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出手段（１０
   ８）と、 前記区間強度決定手段（１０６）が決定した前記各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線
   （１８）に適用して、前記区間頻度導出手段（１０８）
   が求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似手段
   （１１４）と、 前記線形近似手段（１１４）による近似結果を複数のプ
   ロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロット
   手段（１１６）と、 前記プロット手段（１１６）がプロットしたプロットデ
   ータの回帰直線を取得する回帰直線取得手段（１１８）
   と、 前記回帰直線取得手段（１１８）が取得した回帰直線の
   傾きを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求める欠陥密度導
   出手段（１１２）とを具備することを特徴とする半導体
   の欠陥密度測定装置。
5. 【請求項５】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
   強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
   α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、（式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット手段（１１６）は、 下式を解いて得られた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
   ｙとして構成される座標点を前記プロットデータとして
   ｘｙ平面上にプロットし、 （式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記欠陥密度導出手段（１１２）は、 下式を実行する （式６） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
   Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積、ΔＩ：区分幅 ことを特徴とする請求項４記載の半導体の欠陥密度測定
   装置。
6. 【請求項６】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
   強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
   α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、 （式７） ａ：傾き 前記プロット手段（１１６）は、 下式を前記ｘｙ平面のｘ軸に、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
   ｙ軸に設定して、前記プロットデータを該ｘｙ平面上に
   プロットし、 （式８） Ｉ_ｎ：区間強度、ΔＩ：区分幅 前記欠陥密度導出手段（１１２）は、 下式を実行する （式９） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
   Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積 ことを特徴とする請求項４記載の半導体の欠陥密度測定
   装置。
7. 【請求項７】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
   ４）の散乱能（Ｉ_０）を測定する欠陥散乱能測定装置に
   おいて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
   域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠
   陥（１４）から得られた散乱光（１６）の強度分布を測
   定する強度分布測定手段（１００）と、 前記強度分布測定手段（１００）が測定した強度分布か
   ら欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出手
   段（１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出手段（１０２）が抽出した欠陥散
   乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分す
   る欠陥散乱強度区分手段（１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定手段（１０
   ６）と、 前記欠陥散乱強度区分手段（１０４）が区分した各区間
   の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出手段（１０
   ８）と、 前記区間強度決定手段（１０６）が決定した前記各区間
   の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲線
   （１８）に適用して、前記区間頻度導出手段（１０８）
   が求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似手段
   （１１４）と、 前記線形近似手段（１１４）による近似結果を複数のプ
   ロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロット
   手段（１１６）と、 前記プロット手段（１１６）がプロットしたプロットデ
   ータの回帰直線を取得する回帰直線取得手段（１１８）
   と、 前記回帰直線取得手段（１１８）が取得した回帰直線の
   ｘ切片を用いて、前記散乱能（Ｉ_０）を求める散乱能導
   出手段（１２０）とを具備することを特徴とする半導体
   の欠陥散乱能測定装置。
8. 【請求項８】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
   強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
   α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似手段（１１４）は、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、 （式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット手段（１１６）は、 下式を解いて得られた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
   ｙとして構成される座標点を前記プロットデータとして
   ｘｙ平面上にプロットし、 （式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記散乱能導出手段（１２０）は、 下式を実行する （式１０） Ｉ_０：散乱能、ｃ：回帰直線のｘ切片 ことを特徴とする請求項７記載の半導体の欠陥密度測定
   装置。
9. 【請求項９】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
   ４）の欠陥密度（ρ）を測定する欠陥密度測定方法にお
   いて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
   域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠
   陥（１４）から得られた散乱光（１６）の強度分布を測
   定する強度分布測定工程（Ｓ１００）と、 前記強度分布測定工程（Ｓ１００）で測定した強度分布
   から欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出
   工程（Ｓ１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥
   散乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分
   する欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
   間の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定工程（Ｓ
   １０６）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
   間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ
   １０８）と、 前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定した前記各区
   間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲
   線（１８）に適用して、該各区間の区間深さ（Δｄ_ｎ）
   を求める区間深さ導出工程（Ｓ１１０）と、 前記区間頻度導出工程（Ｓ１０８）で求めた区間頻度
   （Ｆ_ｎ）と、前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）で求め
   た区間深さ（Δｄ_ｎ）とを用いて、前記欠陥密度（ρ）
   を求める欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）とを具備するこ
   とを特徴とする半導体の欠陥密度測定方法。
10. 【請求項１０】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
    強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
    α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）では、 下式を実行する （式２） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、ΔＩ：区分幅、
    Ｉ_ｎ：区間強度 ことを特徴とする請求項９記載の半導体の欠陥密度測定
    方法。
11. 【請求項１１】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
    強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
    α：レーザ光の減衰深さ 前記区間深さ導出工程（Ｓ１１０）では、 下式を実行する （式３） Δｄ_ｎ：区間深さ、α：減衰深さ、Ｉ_ｎ：区間強度、Δ
    Ｉ：区分幅 ことを特徴とする請求項９記載の半導体の欠陥密度測定
    方法。
12. 【請求項１２】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
    ４）の欠陥密度（ρ）を測定する欠陥密度測定方法にお
    いて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
    域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠
    陥（１４）から得られた散乱光（１６）の強度分布を測
    定する強度分布測定工程（Ｓ１００）と、 前記強度分布測定工程（Ｓ１００）で測定した強度分布
    から欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出
    工程（Ｓ１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥
    散乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分
    する欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
    間の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定工程（Ｓ
    １０６）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
    間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ
    １０８）と、 前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定した前記各区
    間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲
    線（１８）に適用して、前記区間頻度導出工程（Ｓ１０
    ８）で求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似
    工程（Ｓ１１４）と、 前記線形近似工程（Ｓ１１４）による近似結果を複数の
    プロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロッ
    ト工程（Ｓ１１６）と、 前記プロット工程（Ｓ１１６）でプロットしたプロット
    データの回帰直線を取得する回帰直線取得工程（Ｓ１１
    ８）と、 前記回帰直線取得工程（Ｓ１１８）で取得した回帰直線
    の傾きを用いて、前記欠陥密度（ρ）を求める欠陥密度
    導出工程（Ｓ１１２）とを具備することを特徴とする半
    導体の欠陥密度測定方法。
13. 【請求項１３】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
    強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
    α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、 （式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、 下式を解いて得られた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
    ｙとして構成される座標点を前記プロットデータとして
    ｘｙ平面上にプロットし、 （式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）では、 下式を実行する （式６） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
    Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積、ΔＩ：区分幅 ことを特徴とする請求項１２記載の半導体の欠陥密度測
    定方法。
14. 【請求項１４】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
    強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
    α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、 （式７） ａ：傾き 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、 下式を前記ｘｙ平面のｘ軸に、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
    ｙ軸に設定して、前記プロットデータを該ｘｙ平面上に
    プロットし、 （式８） Ｉ_ｎ：区間強度、ΔＩ：区分幅 前記欠陥密度導出工程（Ｓ１１２）では、 下式を実行する （式９） ρ：欠陥密度、ａ’：回帰直線の傾き、α：減衰深さ、
    Ｓ：測定領域（Ｒ）の面積 ことを特徴とする請求項１２記載の半導体の欠陥密度測
    定方法。
15. 【請求項１５】 半導体（１２）内に存在する欠陥（１
    ４）の散乱能（Ｉ_０）を測定する欠陥散乱能測定方法に
    おいて、 レーザ光（１０）を用いて前記半導体（１２）の測定領
    域（Ｒ）を走査し、該測定領域（Ｒ）に存在する前記欠
    陥（１４）から得られた散乱光（１６）の強度分布を測
    定する強度分布測定工程（Ｓ１００）と、 前記強度分布測定工程（Ｓ１００）で測定した強度分布
    から欠陥散乱強度（３６）を抽出する欠陥散乱強度抽出
    工程（Ｓ１０２）と、 前記欠陥散乱強度抽出工程（Ｓ１０２）で抽出した欠陥
    散乱強度（３６）を区分幅（ΔＩ）で複数の区間に区分
    する欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
    間の区間強度（Ｉ_ｎ）を決定する区間強度決定工程（Ｓ
    １０６）と、 前記欠陥散乱強度区分工程（Ｓ１０４）で区分した各区
    間の区間頻度（Ｆ_ｎ）を導出する区間頻度導出工程（Ｓ
    １０８）と、 前記区間強度決定工程（Ｓ１０６）で決定した前記各区
    間の区間強度（Ｉ_ｎ）を前記レーザ光（１０）の減衰曲
    線（１８）に適用して、前記区間頻度導出工程（Ｓ１０
    ８）で求めた区間頻度（Ｆ_ｎ）を線形近似する線形近似
    工程（Ｓ１１４）と、 前記線形近似工程（Ｓ１１４）による近似結果を複数の
    プロットデータとしてｘｙ平面上にプロットするプロッ
    ト工程（Ｓ１１６）と、 前記プロット工程（Ｓ１１６）でプロットしたプロット
    データの回帰直線を取得する回帰直線取得工程（Ｓ１１
    ８）と、 前記回帰直線取得工程（Ｓ１１８）で取得した回帰直線
    のｘ切片を用いて、前記散乱能（Ｉ_０）を求める散乱能
    導出工程（Ｓ１２０）とを具備することを特徴とする半
    導体の欠陥散乱能測定方法。
16. 【請求項１６】 前記減衰曲線（１８）は、 下式で表現され、 （式１） Ｉ（ｄ）：深さｄに存在する欠陥から得られた散乱光の
    強度、Ｉ_０：欠陥の散乱能、ｄ：欠陥が存在する深さ、
    α：レーザ光の減衰深さ 前記線形近似工程（Ｓ１１４）では、 前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を下式で近似し、 （式４） ａ：傾き、ｂ：ｙ切片 前記プロット工程（Ｓ１１６）では、 下式を解いて得られた値をｘ、前記区間頻度（Ｆ_ｎ）を
    ｙとして構成される座標点を前記プロットデータとして
    ｘｙ平面上にプロットし、 （式５） Ｉ_ｎ：区間強度 前記散乱能導出工程（Ｓ１２０）では、 下式を実行する （式１０） Ｉ_０：散乱能、ｃ：回帰直線のｘ切片 ことを特徴とする請求項１５記載の半導体の欠陥密度測
    定方法。