(57)【要約】【課題】  チョクラルスキー法によって得られたウェーハのＮ領域内に存在する微細な結晶欠陥を検出し、ウェーハの品質を正確に評価することが可能な技術を提供する。【解決手段】  本発明のＮ領域の検査方法によると、ウェーハ２内に形成されている結晶欠陥４の存在部位と結晶欠陥４の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性ドライエッチングを実施する。この異方性ドライエッチングにより、ウェーハ２の表面には結晶欠陥４を頂点とする円錐状のエッチング残渣６が残される。このエッチング残渣６を測定し、その測定値を評価することで、ウェーハ２のＮ領域の品質を検査することができる。【選択図】図１
2008162832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥を検出してウェーハを検査する方法であって、
結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性のドライエッチングを実施する異方性ドライエッチング工程と、
前記異方性ドライエッチング工程後に前記ウェーハの表面に残された円錐状のエッチング残渣を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定された測定値を評価する評価工程と、
を備えているウェーハの検査方法。
【請求項２】
前記異方性ドライエッチング工程を実施するのに先立って、ウェーハを加熱して未だ顕在化されていない結晶欠陥を顕在化させる加熱工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１のウェーハの検査方法。
【請求項３】
前記測定工程は、単位面積あたりのエッチング残渣数を計測する計測工程を有し、
前記評価工程は、その計測値と閾値を比較する比較工程を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハの検査方法。
【請求項４】
前記閾値は、そのウェーハを用いて製造する半導体装置の種類に応じて決定されることを特徴とする請求項３に記載のウェーハの検査方法。
【請求項５】
前記異方性ドライエッチング工程を、
半導体チップを形成しないウェーハの一部の領域に実施することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のウェーハの検査方法。
【請求項６】
ウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥を検出してウェーハを検査する装置であって、
結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性のドライエッチングが実施されたウェーハの表面に残された円錐状のエッチング残渣を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された測定値を評価する評価手段と、
を備えているウェーハの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって得られたウェーハのＮ領域に存在する結晶欠陥を検出してウェーハを検査する方法と、その検査方法を実現する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶のインゴットを作成する方法として、チョクラルスキー法（ＣＺ法）が知られている。この方法では、引き上げ速度や温度等の結晶成長条件に応じて、空孔型の点欠陥が多く取り込まれる領域（Ｖ領域）と、格子間型の点欠陥が多く取り込まれる領域（Ｉ領域）と、Ｖ領域とＩ領域の境界付近に位置し、シリコン酸化物で構成される酸素析出欠陥が取り込まれる領域（ＯＳＦ領域）が形成される。Ｖ領域は引き上げ速度が速い場合に形成されるのに対し、Ｉ領域は引き上げ速度が遅い場合に形成される。ＯＳＦ領域は、Ｖ領域が形成される引き上げ速度よりもやや遅い速度で形成される。Ｖ領域から得られたウェーハでは、シリコン原子が不足する部分に空孔が生じており、この空孔が凝集することにより空洞欠陥をもたらす。空洞欠陥は、半導体装置のゲート酸化膜の耐圧を劣化させる原因となる場合がある。Ｉ領域から得られたウェーハでは、シリコン原子間に余分なシリコン原子が存在しており、この余分なシリコン原子がウェーハ内に転位欠陥をもたらし、リーク電流を増大させる原因となり、半導体装置の特性劣化の原因となる場合がある。ＯＳＦ領域から得られたウェーハでは、ウェーハの内部にシリコン酸化物で構成される酸素析出欠陥や酸化膜が存在しているため、半導体装置の特性劣化の原因となる場合がある。本明細書では、シリコン単結晶の成長時に導入される種々の欠陥のうち、特に空洞欠陥と酸素析出欠陥を総称して結晶欠陥という。
半導体装置に安定した特性を持たせるために、シリコン単結晶の成長時に結晶欠陥の密度およびサイズを低減したいとする要求が存在しており、その要求に応じるための技術が開発されている。
【０００３】
特許文献１の技術では、結晶の引き上げ速度および温度勾配を調整することにより、原子が不足することもなければ余分に存在することもないニュートラルな領域（Ｎ領域）を形成する。Ｎ領域では、原子の不足や余剰が少ない。特許文献１の技術を用いることでＮ領域を結晶成長させることができ、こうして成長させたウェーハにはほとんど結晶欠陥がないと認識されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実際にＮ領域のウェーハの結晶欠陥を測定してみると、Ｖ領域やＩ領域のウェーハに比べて、結晶欠陥密度が低いという結果が得られている。しかしながら、本出願人らが開発した微小な結晶欠陥まで測定できる技術でＮ領域のウェーハを測定してみると、Ｎ領域のウェーハといえども、結晶欠陥密度が必ずしも低くないということが判明してきた。
従来の結晶欠陥の測定方法では、薬液を用いたエッチングを利用して結晶欠陥を測定する。あるいは、ウェーハに光を入射させ、結晶欠陥部での光散乱を利用して結晶欠陥を測定する。従来の方法によって測定する限り、Ｎ領域のウェーハの結晶欠陥密度は低いという測定結果が得られる。しかしながら、従来の測定方法では、微小な結晶欠陥が見落とされてしまっているのに過ぎない。本出願人らが開発した微小な結晶欠陥まで測定できる技術で測定してみると、Ｎ領域のウェーハの結晶欠陥密度は必ずしも低くない。そしてウェーハから製造する半導体装置の種類によっては、Ｎ領域のウェーハに存在する結晶欠陥密度によって、半導体装置の特性が影響を受けることがわかってきた。
本出願人らの研究によって、結晶欠陥が少ないことがわかっているために結晶欠陥密度を評価する必要がないと認識されていたＮ領域のウェーハについても、その結晶欠陥密度を評価する必要があることがわかってきた。また、Ｎ領域のウェーハの結晶欠陥密度を測定して評価することが可能となってきた。
【０００６】
本発明では、ウェーハのＮ領域内に存在する微細な結晶欠陥を検出し、ウェーハの品質を正確に評価することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で開示される技術は、ウェーハのＮ領域に存在する結晶欠陥を検出してウェーハの品質を検査する方法を提供する。この方法は、結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性のドライエッチングを実施することを特徴としている。異方性のドライエッチングを実施すると、従来のウェーハの検査方法では顕在化されなかった微小な結晶欠陥さえも顕在化させることができる。したがって、本明細書で開示される技術によると、ウェーハのＮ領域に存在する微小な結晶欠陥を正確に検出することができ、その結果、ウェーハの品質を正確に検査することができる。本方法は、ウェーハのＮ領域に異方性のドライエッチングを適用することによって、従来は検査不能であった検査を可能とする。
【０００８】
本明細書で開示される技術は、ウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥を検出してウェーハを検査する。この検査方法は、結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性のドライエッチングを実施する異方性ドライエッチング工程を備えている。この検査方法はさらに、前記異方性ドライエッチング工程後に前記ウェーハの表面に残された円錐状のエッチング残渣を測定する測定工程を備えている。この検査方法はさらに、前記測定工程によって測定された測定値を評価する評価工程を備えている。
【０００９】
上記の検査方法によると、異方性のドライエッチングを利用して、ウェーハのＮ領域内に存在する微小な結晶欠陥さえも検出してウェーハの品質を検査することができる。検査するウェーハはＮ領域を有していればよく、その全面がＮ領域で構成されるウェーハであってもよいし、Ｖ領域あるいはＯＳＦ領域あるいはＩ領域とＮ領域がリング状に存在しているウェーハであってもよい。
上記の検査方法の測定工程では、エッチング残渣を測定する。ここで測定する対象には、エッチング残渣の個数、エッチング残渣の形態、エッチング残渣の大きさ、エッチング残渣の位置又はこれらの組み合せを含む。上記の検査方法では、異方性のドライエッチングを利用して微小な結晶欠陥さえも円錐状のエッチング残渣として顕在化させることができる。このため、上記の測定工程では、微小な結晶欠陥の存在を反映した測定値を得ることができる。
上記の検査方法によると、微小な結晶欠陥の存在を反映した測定値を得ることができるので、ウェーハの品質を正確に評価することができる。
【００１０】
本明細書で開示される検査方法は、異方性ドライエッチング工程を実施するのに先立って、ウェーハを加熱して未だ顕在化されていない結晶欠陥を顕在化させる加熱工程をさらに備えていてもよい。
この検査方法によると、ウェーハのＮ領域内に本検査方法で検出できない大きさの結晶欠陥が存在している場合であっても、ウェーハを加熱することで、その微小な結晶欠陥を構成している原子が酸化され、酸化物が形成される。本検査方法で検出できる大きさ（４ｎｍ以上）の酸素析出欠陥を形成することができ、未だ顕在化されていない結晶欠陥さえも顕在化させることが可能となる。
この場合の異方性ドライエッチング工程では、加熱工程後に、結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性エッチングを実施する。この異方性エッチングは、例えば、酸化物に対する選択比が高いエッチング材を用いて実施することができる。結晶欠陥の存在する部位のエッチング速度が遅く、かつ、結晶欠陥の存在しない部位、すなわちウェーハを構成している原子が綺麗に結晶構造を形成している部位のエッチング速度が速い異方性エッチングを実施すると、ウェーハの表面に酸素析出欠陥あるいは空洞欠陥等の酸化物で構成される結晶欠陥を頂点とする円錐状のエッチング残渣が残される。この方法によると、非常に微細な結晶欠陥であっても円錐状のエッチング残渣に顕在化するので、円錐状のエッチング残渣の数や大きさ等を測定することで、ウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥を検出することができる。上記の検査方法によると、エッチング残渣の測定値を用いて、ウェーハのＮ領域内に酸素析出欠陥等の結晶欠陥が存在する程度を評価することができる。ウェーハのＮ領域の品質について正確な評価を行うことができる。
【００１１】
本明細書で開示される技術では、測定工程が、単位面積あたりのエッチング残渣数を計測する計測工程を有しているのが好ましい。さらに、評価工程がその計測値と閾値を比較する工程を備えていることが好ましい。
上記の検査方法によると、Ｎ領域内に存在する結晶欠陥が所定の量よりも少ないか多いかを指標にして、高品質なＮ領域を有するウェーハを選別することができる。すなわち、単位面積あたりのエッチング残渣数を計測して閾値と比較することで、高品質なＮ領域を有するウェーハなのか低品質なＮ領域を有するウェーハなのかを選別することができる。ウェーハのＮ領域の品質に対して正確な評価を行うことができる。
【００１２】
ウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥を検査する方法では、比較に用いる閾値を、そのウェーハを用いて製造する半導体装置の種類に応じて決定することが好ましい。
製造する半導体装置の種類によっては、結晶欠陥が極めて少ないウェーハを用いる必要がある場合と、結晶欠陥の存在がある程度は許容される場合がある。本明細書で開示される技術を用いると、製造する半導体装置の種類に応じて適切な条件を満たすウェーハを選別することが可能となる。
【００１３】
異方性ドライエッチング工程は、半導体チップを形成しないウェーハの一部の領域に実施することが好ましい。
この検査方法によると、半導体チップを形成しない一部の領域に異方性エッチングを実施することで、そのウェーハのＮ領域の評価を行うことができる。ここでいう半導体チップが形成されない一部の領域とは、例えば、ダイシング前のダイシングライン上に位置する領域であってもよいし、マスク合わせマーク用に設けられている領域であってもよい。ウェーハを無駄にせずに、ウェーハのＮ領域に対して正確な評価を行うことができる。半導体チップを製造するウェーハ自体の品質を評価することができる。半導体チップを高歩留まりで製造することができる。
【００１４】
上記の検査方法を利用すると、従来の検査方法では見落としていた微小な結晶欠陥さえも反映した評価結果を得ることができる。このため、上記の検査方法を利用すると、ウェーハの品質をより正確に検査することができる。例えば、上記の検査方法を利用すると、その評価結果に応じて、製造する半導体装置の種類に応じて適切なウェーハを選択することが可能となる。上記の検査方法を利用すると、高品質な半導体チップを高歩留まりで製造することができる。
【００１５】
本明細書で開示される技術によると、上記の検査方法を実現する検査装置を提供することができる。
検査装置は、結晶欠陥の存在部位に対するエッチング速度と結晶欠陥の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性のドライエッチングが実施されたウェーハの表面に残された円錐状のエッチング残渣を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記エッチング残渣の測定値を評価する評価手段を備えている。
【００１６】
本明細書で開示される検査装置は、単位面積あたりのエッチング残渣数を測定する測定手段と、その測定値を記憶する記憶手段を有しているのが好ましい。さらに、検査装置の評価手段が、記憶手段に記憶された測定値と閾値を比較する手段を備えていることが好ましい。なお、上記の検査装置では、単位面積あたりのエッチング残渣数のほかに、測定する対象にエッチング残渣の個数、エッチング残渣の形態、エッチング残渣の大きさ、エッチング残渣の位置又はこれらの組み合せを含んでいてもよい。
【００１７】
本明細書で開示される検査装置では、前記閾値が、そのウェーハを用いて製造する半導体装置の種類に応じて決定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、ウェーハのＮ領域に存在する微細な空洞欠陥あるいは酸素析出欠陥等の結晶欠陥であっても、検出することができる。ウェーハのＮ領域の品質の評価を正確に行うことができる。本発明の検査方法によって評価されたウェーハを用いることで、半導体装置の特性を安定させ、半導体装置を高歩留まりで製造することができる。従来の認識では高品質であることが保障されており、検査が不要であり、検査しても結晶欠陥が検出されなかったＮ領域を検査することが可能となり、従来の検査技術では検査不能であった微小な結晶欠陥に起因する不具合の発生を防止することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）異方性ドライエッチング工程では、高選択比ＲＩＥによるエッチングを行う。
（特徴２）  ウェーハ上に検査用の検査領域を設けておき、その検査領域に対して異方性エッチング工程を行う。
（特徴３）  ダイシング前のウェーハを複数の領域にダイシングするダイシングラインに対して異方性エッチング工程を行う。
（特徴４）  ウェーハのアラインメントに用いる合わせマークを形成する領域に対して異方性エッチング工程を行う。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図６に、シリコン単結晶内に形成される領域と結晶の成長速度の関係を表わす。縦軸は結晶成長速度を示し、横軸はインゴット１６の直径を示している。ＣＺ法により作製されたシリコン単結晶のインゴット１６には、引き上げ速度や温度等の結晶育成条件により、異なる性質を有する領域が形成される。引き上げ速度が速く、結晶の成長速度が速い場合にはＶ領域１８が形成される。このＶ領域１８には空洞欠陥が多く取り込まれている。Ｖ領域１８が形成される速度よりもやや遅い引き上げ速度であり、結晶の成長速度が速い場合にはＯＳＦ領域１９が形成される。このＯＳＦ領域１９には酸素析出欠陥が多く取り込まれている。この一方で、引き上げ速度が遅く、結晶の成長速度が遅い場合にはＩ領域２２が形成される。このＩ領域２２には格子間型の点欠陥が多く取り込まれている。これに対し、結晶の成長速度を適切に調節することで、Ｎ領域２０が形成される。Ｎ領域２０では原子の不足や余剰の程度が低減されており、Ｖ領域１８あるいはＯＳＦ領域１９あるいはＩ領域２２の特性のいずれかに偏った特性を有していない。
【００２１】
例えば、図６の（１）の速度で成長したシリコン単結晶インゴット１６の場合、インゴット１６の中央にＶ領域１８が形成され、その周囲にＯＳＦ領域１９が形成され、そのＯＳＦ領域１９の周囲にＮ領域２０が形成されたウェーハを得ることができる。図６の（２）の速度で成長したシリコン単結晶インゴット１６は、その全領域がＮ領域２０となっている。あるいは、図６の（３）の速度で成長したシリコン単結晶インゴット１６の場合、インゴット１６の中央にＮ領域２０が形成され、その周囲にＩ領域２２が形成されたウェーハを得ることができる。
検査するウェーハはＮ領域２０が形成された範囲を有していればよく、上記の（１）〜（３）のいずれの位置より得られたウェーハであっても、そのＮ領域２０の検査を実施することができる。
【００２２】
図３に、従来の検査方法によって測定されたＶ領域のウェーハとＮ領域のウェーハの結晶欠陥密度をグラフ中の斜線で示す。その全面がＶ領域のウェーハとその全面がＮ領域のウェーハの結晶欠陥密度を光散乱法等の従来の検査方法により測定したところ、（１）に示すＶ領域のウェーハの結晶欠陥密度のほうが（３）に示すＮ領域のウェーハの結晶欠陥密度よりも高いことを示していた。
これに対し、本検査方法によって上記のＶ領域のウェーハとＮ領域のウェーハの結晶欠陥密度を測定したところ、図３のグラフ中の白抜きで示す結果が得られた。結晶欠陥密度の低減が図られたと考えられていたＮ領域のウェーハであるにも関わらず、本検査方法によって検査したところ、微細な結晶欠陥が存在するために、実際には（２）に示すＶ領域のウェーハよりも（４）に示すＮ領域のウェーハのほうが高い結晶欠陥密度を有していることがわかった。
図２に、本検査方法によって測定されたＶ領域のウェーハとＮ領域のウェーハの結晶欠陥の分布を表わす図を示す。縦軸は結晶欠陥密度を示し、横軸はウェーハの半径を示している。上記のＶ領域のウェーハに対して本検査方法の異方性エッチングを実施したところ、（１）に示すように、サイズの大きい（従来の検査方法でも検出可能なサイズの）結晶欠陥がウェーハの全面にほぼ均一に存在することが確認された。この一方で、上記のＮ領域のウェーハに対して本検査方法の異方性エッチングを実施したところ、（２）に示すように、ウェーハの外周から中心に近づくにつれて、微小な結晶欠陥が多く存在していることが確認された。この微小な結晶欠陥は従来の技術では検出不能であり、中心近傍に多く存在する微小な結晶欠陥が検出されていなかったために、図３の（１）と（３）の結果が得られていたことがわかった。
今回の試験に用いたＮ領域のウェーハは、その中心部分に微細な結晶欠陥を多く含んでいることがわかった。仮に、このＮ領域のウェーハを用いるならば、特性が安定しない不良な半導体装置が製造されてしまうおそれがある。従来の検査方法によると、上記の試験に用いたＮ領域のウェーハには微小な結晶欠陥が形成されているにも関わらず、それらの微小な結晶欠陥が見落とされてしまうために、ウェーハが高品質であると評価されてしまう。従来のウェーハの検査方法では、ウェーハの品質の評価を正確に行うことができない。
【００２３】
本検査方法によると、従来の検査方法では検出されなかった１０ｎｍ以下の微細な結晶欠陥さえも顕在化させることができる。したがって、本検査方法を用いると、Ｎ領域内に存在する微小な結晶欠陥をも考慮して、ウェーハの品質の評価を正確に行うことができる。
【００２４】
（第１実施例）
図８に、本検査方法の工程を表わすフローチャートを示す。また、図１に、結晶欠陥を顕在化させる処理を表わす図を示す。図１（ａ）のウェーハ２は、図６の（２）の速度で成長したシリコン単結晶のインゴット１６のからスライスされたものである。このウェーハ２には、インゴット１６の成長時に導入された空洞欠陥あるいは酸素析出欠陥等の、微小な結晶欠陥４が存在している。
【００２５】
本検査方法では、まず、ウェーハ２に対して結晶欠陥４の存在部位と結晶欠陥４の非存在部位に対するエッチング速度が異なる異方性ドライエッチングを実施する（図８のステップＳ２）。この異方性ドライエッチングは、シリコン酸化物に対する選択比が高いエッチング材を用いて実施することができる。例えば、ＨＢｒ／ＮＦ３／Ｈｅ＋Ｏ２等の、ハロゲン系の混合ガスをエッチングガスとして用いると、結晶欠陥４の存在する部位のエッチング速度が遅く、かつ、結晶欠陥４の存在しない部位、すなわちシリコン原子のみが存在する部位のエッチング速度が速いエッチングを行うことができる。対シリコン酸化物に対する選択比が高いエッチング材としては、例えば、Ｂｒ系ガス、Ｃｌ系ガス、Ｆ系ガス等を用いることができる。
そのような異方性ドライエッチングを実施すると、ウェーハ２の表面には結晶欠陥４を頂点とする円錐状のエッチング残渣６が残される。図１（ｂ）に、異方性ドライエッチング処理後のウェーハ２の様子を表わす。
【００２６】
本実施例では、図８のステップＳ２および図１に示した一連の処理によってウェーハ２の表面に残された円錐状のエッチング残渣６を測定し、ウェーハ２のＮ領域の品質を評価することができる。この測定工程と評価工程は、図７に示す検査装置２４を用いて実施することができる。
図７の検査装置２４は、ハードディスク２６と、ＣＣＤカメラ２８と、操作部３０と、表示部３２と、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３６と、ＲＡＭ３８を備えている。この検査装置２４を用いると、エッチング残渣６が残されたウェーハ２の表面の画像をＣＣＤカメラ２８で撮像し、その画像データをＲＡＭ３８に記憶することができる。また、画像データに対して画像処理を実行し、エッチング残渣を測定し、測定によって得られた値を予め設定されている閾値と比較し、ウェーハ２を評価することができる。
【００２７】
図８のステップＳ２および図１に示したウェーハ２の表面にエッチング残渣６を顕在化させる工程後に、まず、ウェーハ２の表面に残された円錐状のエッチング残渣６を測定する（図８のステップＳ４）。エッチング残渣６は光学顕微鏡、電子顕微鏡等を用いてその数を測定してもよいし、ウェーハ２の表面の画像データを作成し、画像処理を実行して測定してもよい。本実施例では、ステップＳ４において検査装置２４のＣＣＤカメラ２８でエッチング残渣を撮像し、画像データを作成する。
上記の測定工程後に、単位面積あたりのエッチング残渣数を計算する（図８のステップＳ６）。本実施例では、このステップにおいてステップＳ４で作成した画像データに対してエッジ抽出等の画像処理を実行して単位面積あたりのエッチング残渣数を計算する。算出された値は、図７の検査装置２４のＲＡＭ３８に記憶しておくことができる。画像データをＲＡＭ３８に記憶してもよい。
【００２８】
上記の方法で検査装置２４に記憶されたエッチング残渣６の測定値を用いて、ウェーハのＮ領域と、Ｎ領域内に存在する結晶欠陥を評価する（図８のステップＳ８）。具体的には、エッチング残渣６の測定値と予め設定されている閾値を比較し、測定値が閾値において要求される基準を満たしているか否かによって評価することができる。閾値の具体的な値は、ウェーハ２を用いて製造する半導体装置の種類に応じて決定される。
このステップでは、例えば、ウェーハ２のＮ領域内に存在する結晶欠陥が所定の量よりも少ないことを指標にして、ウェーハ２が高品質であるか否かを評価することができる。すなわち、単位面積あたりのエッチング残渣数から算出した値と閾値を比較し、閾値以下であるか否かによって高品質なＮ領域を有するウェーハを選別することができる。ウェーハのＮ領域の品質に対して正確な評価を行うことができる。高品質の半導体装置を高歩留まりで製造することができる。各ウェーハの評価を検査装置２４のＲＡＭ３８に記憶しておき、製造する半導体装置の種類に応じて適切な条件を満たすウェーハを選別することもできる。
【００２９】
本実施例では、図８のステップＳ４〜ステップＳ６で単位面積あたりのエッチング残渣数を測定しているが、ウェーハの品質を評価する際の基準はこれに限られない。例えば、エッチング残渣６の大きさと円錐の底面積を測定すれば、ウェーハ２のＮ領域に存在する結晶欠陥の程度を知ることができる。ウェーハ２に対するエッチング残渣６の深さについては、図１（ｄ）に示すように、ウェーハ２の一部の表面をマスキングして残しておき、この残された表面と異方性エッチング後の表面の段差から、エッチング残渣６の位置する深さを測定することができる。あるいは、異方性エッチングのエッチング速度とエッチング時間が既知であれば、それらの値からエッチング残渣６の位置する深さを計算することができる。
【００３０】
（第２実施例）
図９に、第２実施例の検査方法の工程を表わすフローチャートを示す。また、図１０に、結晶欠陥を顕在化させる処理を表わす図を示す。図１０（ａ）のウェーハ４０は、図６の（２）の速度で成長したシリコン単結晶のインゴット１６のからスライスされたものである。このウェーハ４０では、インゴット１６の成長時に導入された結晶欠陥４と、さらに微小な結晶欠陥（図１０（ａ）では図示せず）が混在している。
本検査方法では、まず、ウェーハ４０を加熱処理する（図９のステップＳ１０）。６００〜１１００℃でウェーハ４０を加熱処理（アニーリング）すると、ウェーハ４０の表面にはシリコン酸化膜が形成されることがある。同時に、ウェーハ４０の内部では、結晶欠陥４および結晶欠陥４よりもさらに微小な結晶欠陥を取り囲むシリコン原子とウェーハ中に含まれている酸素の化学反応により、結晶欠陥が粗大化する。この結果として、結晶欠陥４が酸化されたことにより結晶欠陥５が形成されるとともに、ウェーハ４０内に存在していた微小な結晶欠陥が酸化されたことにより、加熱によって本検査方法で検出可能な大きさの結晶欠陥７が形成される。図１０（ｂ）に、加熱処理によって顕在化された結晶欠陥５および７を示す。
【００３１】
加熱工程後のウェーハ４０の表面には酸化膜が形成されていることがある。対シリコン酸化物の選択比が高い異方性ドライエッチングを実施して結晶欠陥５および７をエッチング残渣として顕在化させるためには、異方性ドライエッチング工程を実施する前にこの酸化膜を取り除く必要がある。そこで、加熱処理後にウェーハ４０の表面の酸化膜を除去する工程が行われる（図９のステップＳ１２）。図１０（ｃ）に、酸化膜の除去処理後のウェーハ４０の様子を表わす。ウェーハ４０の表面の酸化膜の除去処理は、例えば、洗浄装置を用いて行ってもよいし、エッチングを用いて行ってもよい。
【００３２】
酸化膜の除去処理工程の後に、ウェーハ４０に対して、図９のステップＳ１４〜ステップＳ２０を実施する。ステップＳ１４〜ステップＳ２０では、図８のステップＳ２〜ステップＳ８と同様の処理がウェーハ４０に対して実施される。具体的には、結晶欠陥５および７の存在する部位のエッチング速度が遅く、かつ、結晶欠陥５および７の存在しない部位、すなわちシリコン原子のみが存在する部位のエッチング速度が速い異方性ドライエッチングを行い、ウェーハ４０の表面に残された酸化物で構成される結晶欠陥５あるいは７を頂点とする円錐状のエッチング残渣６を測定し、測定値を所定の閾値と比較することで、ウェーハ４０の品質を評価する。本実施例の測定工程と評価工程は、図７に示す検査装置２４を用いて実施することができる。
【００３３】
（第３実施例）
本実施例の検査方法によると、異方性ドライエッチング工程をウェーハの半導体チップが形成されない一部の領域に実施することで、ウェーハを破壊せずにウェーハのＮ領域内に存在する結晶欠陥の検査を行うことができる。図４に、本実施例のウェーハ８の平面図を示す。ウェーハ８の表面には、ダイシングライン上に位置する溝１０と、アラインメント用の合わせマーク１３が形成されている。溝１０と合わせマーク１３が形成されていないその他の領域１２は、半導体チップが形成される領域である。
【００３４】
例えば、半導体チップの形成工程において、ウェーハ８に溝１０と合わせマーク１３を形成する形成工程を実施した後に、溝１０に異方性ドライエッチングを実施してもよい（図５（ａ）を参照）。あるいは、合わせマーク１３に異方性ドライエッチングを実施してもよい（図５（ｂ）を参照）。溝１０と合わせマーク１３の少なくともいずれかの一部に異方性ドライエッチングを実施することで、エッチング残渣１４を顕在化させて測定することができる。単位面積あたりのエッチング残渣数と閾値を比較して、ウェーハ８のＮ領域を評価することができる。ウェーハ８を無駄にせずに、ウェーハ８のＮ領域に対して正確な評価を行うことができる。本検査方法によって評価されたウェーハを用いることで、半導体装置の特性を安定させ、高歩留まりで製造することができる。
【００３５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】結晶欠陥を顕在化させる処理を表わす図。
【図２】Ｖ領域のウェーハとＮ領域のウェーハの欠陥密度を表わす図。
【図３】Ｖ領域のウェーハとＮ領域のウェーハの欠陥の分布を表わす図。
【図４】ウェーハの平面図。
【図５】ウェーハの断面図。
【図６】インゴット内に形成される領域と結晶の成長速度の関係を表わす図。
【図７】ウェーハの検査装置のハードウェア図。
【図８】第１実施例の検査方法の工程を表わすフローチャート。
【図９】第２実施例の検査方法の工程を表わすフローチャート。
【図１０】加熱処理を実施して結晶欠陥を顕在化させる処理を表わす図。
【符号の説明】
【００３７】
２，８，４０：ウェーハ
４，５，７：結晶欠陥
６，１４：エッチング残渣
１０：溝
１２：半導体チップ形成面
１３：合わせマーク
１６：インゴット
１８：Ｖ領域
１９：ＯＳＦ領域
２０：Ｎ領域
２２：Ｉ領域
２４：検査装置
２６：ハードディスク
２８：ＣＣＤカメラ
３０：操作部
３２：表示部
３４：ＣＰＵ
３６：ＲＯＭ
３８：ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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