(57)【要約】【課題】  試料の結晶欠陥を効率的に検査することのできる装置を提供する。【解決手段】  エッチング液２を収容する液槽１０と、エッチング液２中に浸漬された試料１が、エッチング液２によりエッチングされた量を計測する計測器３０と、計測したエッチング量を入力して所定値と比較すると共に、その計測したエッチング量がその所定値以上の場合に、取り出し信号を出力する制御部３２と、その取り出し信号が入力されると、試料１を液槽１０内のエッチング液２から取り出す昇降器２０と、試料１の表面に付着しているエッチング液２を洗浄する洗浄液Ｗを噴射する洗浄用ノズル４０と、試料１の表面に存在する結晶欠陥の数を求める画像処理部８０とを備えてなる。【選択図】図１
2005158961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物である試料の結晶欠陥を検査する装置であって、
試料の表面をエッチングするエッチング液を収容可能に形成された液槽と、
その液槽内のエッチング液中に浸漬された試料が、エッチング液によりエッチングされた量を計測する計測手段と、
その計測手段の計測結果を入力して所定値と比較すると共に、その計測結果が当該所定値以上の場合に、取り出し信号を出力する制御部と、
試料を上記液槽のエッチング液の内外に移送自在に支持すると共に上記制御部からの信号を入力可能に形成され、上記制御部からの上記取り出し信号を入力すると、支持した試料を上記液槽のエッチング液中から取り出す試料移送手段と、
その試料移送手段の取り出した試料の表面に洗浄液を注いで、その表面に付着しているエッチング液を洗い流す洗浄手段と、
洗浄した試料の表面に存在する結晶欠陥の数を求める計数手段とを備えてなることを特徴とする結晶欠陥検査装置。
【請求項２】
上記計測手段は、試料表面にレーザー光を照射する照射部と、
その照射したレーザー光のうち、試料表面に反射されたレーザー光を受光する受光部と、
この受光部が受光したレーザー光から、試料表面のエッチング量を算出するエッチング量算出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の結晶欠陥検査装置。
【請求項３】
上記試料移送手段は、試料を載置して支持するメッシュ状の試料載置部を有し、載置した試料と共に上記液槽部のエッチング液中に浸漬されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の結晶欠陥検査装置。
【請求項４】
上記洗浄手段の注ぐ洗浄液が、上記液槽内に流入しないよう、その洗浄液を受ける受液部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の結晶欠陥検査装置。
【請求項５】
上記計測手段の計測したエッチング量と、上記計数手段の求めた結晶欠陥の数をもとにして、試料の体積当りの結晶欠陥密度を算出する密度算出部をさらに備えてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の結晶欠陥検査装置。
【請求項６】
上記制御部は、上記計数手段が試料の結晶欠陥の数を求めた後、上記試料移送手段に降下信号を出力し、上記試料移送手段は、その降下信号を入力すると、支持した試料を上記液槽のエッチング液中に浸漬させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の結晶欠陥検査装置。
【請求項７】
被検査物である試料の結晶欠陥を検査する方法であって、
検査しようとする試料の表面をエッチング可能なエッチング液中に、その試料を浸漬させ、
続いて、その浸漬させた試料がエッチング液によりエッチングされた量を計測すると共に、その計測結果が所定値以上の場合に、その試料をエッチング液中から取り出し、
その取り出した試料の表面に洗浄液を注いで、その表面に付着しているエッチング液を洗い流し、
その洗浄した試料の表面に存在する結晶欠陥の数を求めることを特徴とする結晶欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の結晶欠陥を検査する装置及び検査方法に係り、特に、試料のエッチングから結晶欠陥の計数まで一貫して行なうことのできる検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルカメラ等の電子機器に多数搭載され、その電子機器の動作を制御しているものにＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）がある。このＩＣは、小さいなサイズでありながら、複雑な信号処理を高速に行なうことができるため、制御したい電子機器自体の大きさを小型化したい場合には、このＩＣは非常に有効である。このようなＩＣを製造する際には、シリコン単結晶よりなる半導体基板に、リソグラフィー、エッチング、不純物導入等の半導体製造プロセスを施すことにより、トランジスタやダイオード等の回路素子を集積して形成し、これらを配線して接続することにより製造している。このＩＣには、その集積度合いにより、小さいものからＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ），ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ），ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などがあり、その集積度が高くなるほど、隣接して形成される回路素子間の間隙が小さくなる。そのため、ＩＣの集積度を高めようとするほど、より精度の高い半導体製造プロセスが要求される。また、ＩＣの集積度を高めるためには、この半導体製造プロセスの高精度化だけではなく、その半導体製造プロセスを施す対象である半導体基板の品質も高いものであることが要求される。
【０００３】
半導体基板は、結晶成長プロセスにより成長させたシリコン単結晶層を、ウエハ状に切り出したものであるが、その成長条件や、成長させる装置によって、シリコン単結晶層内に結晶欠陥が発生することが知られている。この結晶欠陥は、半導体製造プロセス等において、その半導体基板表面にエッチング液が塗布された場合に、結晶欠陥のある部分が、それのない部分よりも早く溶解するため、その欠陥部分がエッチピットと呼ばれる穴（ピット）となって顕在化する。このエッチピットが半導体製造プロセスのエッチング工程で現れてしまうと、エッチング液によるエッチングが所望の深さよりも深くなってしまったり、また、発生したエッチピットにエッチング液が流れ込み、予想もしない方向にエッチングが起こってしまい、例えば隣接する配線や回路素子を浸食して、それらを短絡させてしまうことがある。従って、半導体基板内に存在する、このエッチピットの数の多少は、その半導体基板の品質を評価する指標の一つとなり、エッチピットの数が少ないほど高品質であり、逆に、その数が多いほど低品質であると評価することができる。このようにして半導体基板の品質を評価すれば、例えば、高品質の半導体基板には高い集積度で、低品質の半導体基板には低い集積度で、というように、その半導体基板の品質に合わせて集積度を変化させることが可能となり、ＩＣを製造する際の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０００４】
従来、このエッチピットの数を計数するときには、その半導体基板の表面を目視により観察し、その数を数えていた。しかし、個々のエッチピットの大きさは数μｍ〜数百μｍと非常に小さく、それを目視で識別することは困難であるため、半導体基板の表面を光学顕微鏡で拡大して観察したり、あるいは、その表面をカメラ等で撮影した後、その撮影した画像を画像表示装置で拡大表示した上で観察していた（例えば、特許文献１参照）。そのため、半導体基板の表面全体を観察するためには、観察者に多大な時間と労力を課していた。そこで、このエッチピットの計数を目視でなく、装置で自動的に計数するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。そのような計数装置には、例えば、撮影した半導体基板表面の画像の輝度や濃淡、色彩などを分析することで、エッチピットの有無を判別して計数するものや、半導体基板表面に光を照射すると共に、その照射した光のうち半導体基板表面で反射した反射光からエッチピットの有無を判別して計数するものなどがある。このような計数装置によれば、エッチピットの数を自動的に計数することができるので、目視で計数を行なう場合に比べ、観察者の負担及び計数時間を大幅に低減することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、このような計数装置は、その観察している半導体基板の表面に露出して、エッチピットとして顕在化した結晶欠陥だけを計数しているので、その表面に露出していない、すなわち半導体基板の内部に存在している結晶欠陥は、計数の対象になっていない。しかし、半導体製造プロセスを施す際には、半導体基板の表面だけでなく、その内部もエッチング液によりエッチングされるのであるから、その内部に存在する結晶欠陥の数も、品質を評価する際の対象にした方が、より精度よく品質を評価することができる。また、シリコン単結晶層は、その平面方向には結晶欠陥の数がそれほど変化しないが、その成長方向には、成長途中における外部からの要因により、結晶欠陥の数が大きく変化することがある。従って、例えば、観察した一表面にはエッチピットの数が少ない半導体基板であっても、その内部には多数のエッチピットが存在する場合がある。従来の計数装置では、このような半導体基板の内部に存在する結晶欠陥を計数することはできなかったが、敢えて行なおうとすれば、以下のように手作業を交えて行なうことが必要であった。すなわち、まず、観察していた半導体基板を計数装置から、観察者が手作業で取り外し、エッチング液に浸漬してエッチングさせる。そして、所望の深さだけエッチングされたと観察者が判断した時点で、その半導体基板をエッチング液中から手作業で取り出し、洗浄液をかけて洗浄しエッチングを完全に停止させた後、再度計数装置にセットしてエッチピットの計数を計数装置により行なうというものであった。このように、計数以外の工程はほとんど手作業で行なう必要があった。
【特許文献１】特開平８−１１１４４４号公報
【特許文献２】特開平８−２１８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、通常エッチピットのサイズは非常に小さいため、評価しようとしている半導体基板を、手作業で計数装置から取り外したり、移動させたりしている途中で、その表面が傷ついた場合には、エッチピットがその傷により潰れてしまい、計数を正しく行なうことはできなくなってしまう。そのため、評価しようとしている半導体基板の取り扱いには細心の注意を払うことが必要とされ、そのための環境や設備も整備することが必要であった。特に、チップタイプの一辺が２００μｍ程度の極小サイズの半導体基板を評価しようとする場合には、取り外しや移動の途中で、その半導体基板自体を紛失してしまうことも考えられ、そのような半導体基板を手作業で取り扱うことは極めて困難である。そこで、本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、半導体基板の結晶欠陥をより効率的に検査することのできる装置及びその検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明の結晶欠陥検査装置は、被検査物である試料の結晶欠陥を検査する装置であって、試料の表面をエッチングするエッチング液を収容可能に形成された液槽と、その液槽内のエッチング液中に浸漬された試料が、エッチング液によりエッチングされた量を計測する計測手段と、その計測手段の計測結果を入力して所定値と比較すると共に、その計測結果が当該所定値以上の場合に、取り出し信号を出力する制御部と、試料を上記液槽のエッチング液の内外に移動自在に支持すると共に上記制御部からの信号を入力可能に形成され、上記制御部からの上記取り出し信号を入力すると、支持した試料を、上記液槽のエッチング液中から取り出す試料移送手段と、その試料移送手段の取り出した試料の表面に洗浄液を注いで、その表面に付着しているエッチング液を洗い流す洗浄手段と、洗浄した試料の表面に存在する結晶欠陥の数を求める計数手段とを備えてなるものである。
【０００８】
また、本願発明の結晶欠陥検査方法は、被検査物である試料の結晶欠陥を検査する方法であって、検査しようとする試料の表面をエッチング可能なエッチング液中に、その試料を浸漬させ、続いて、その浸漬させた試料がエッチング液によりエッチングされた量を計測すると共に、その計測結果が所定値以上の場合に、その試料をエッチング液中から取り出し、その取り出した試料の表面に洗浄液を注いで、その表面に付着しているエッチング液を洗い流し、その洗浄した試料の表面に存在する結晶欠陥の数を求めるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の結晶欠陥検査装置及び結晶欠陥検査方法においては、試料表面のエッチングから、エッチングした試料表面に存在する結晶欠陥の計数まで一貫して行なわれるので、その検査を効率的に行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の結晶欠陥検査装置及び結晶欠陥検査方法にかかる一実施の形態を、図１と図２を参照して、以下に説明する。図１は、試料１をエッチング液２に浸漬している状態、図２は、試料１をエッチング液２から引き上げた状態を示している。
【００１１】
この結晶欠陥検査装置は、液槽１０と、試料移送手段としての昇降器２０及び試料ステージ２１と、受液部２２と、計測器３０と、制御部３２と、洗浄用ノズル４０と、乾燥用ノズル５０と、カメラ７０と、画像処理部８０と、密度算出部８１と、ディスプレイ９０とを備えて構成されている。
【００１２】
液槽１０は、エッチング液２を収容できるよう、上面が開口した箱形に形成されており、その開口した上面を通して、試料１を出し入れすることができる。また、その開口のサイズは、試料ステージ２１が試料１を載置したまま、その開口を通過できるよう、試料ステージ２１のサイズよりも大きく形成されている。
【００１３】
試料ステージ２１は、上面が開口した箱形のもので、その側面には、昇降軸２０２が接続され、この昇降軸２０２を介して昇降器２０の支軸２０１に支持されており、また、その下面には、試料１を載置して支持する試料載置部２１１を有している。この試料載置部２１１は、メッシュ状に形成されており、このメッシュを通して、エッチング液２が試料載置部２１１を自在に通過することができる。なお、このメッシュの目の細かさは、特に限定されるものではなく、載置する試料１のサイズに合わせて適宜調整すればよく、要は、試料１がメッシュの目から脱落しないように、試料１のサイズよりも小さく形成してあればよい。
【００１４】
受液部２２は、上面が開口した箱形のもので、試料ステージ２１を収容できる程度に、その開口及び底面のサイズが試料載置部２１１のサイズよりも大きく形成されている。また、その側面には、回転軸２０３が接続され、この回転軸２０３を介して昇降器２０の支軸２０１に支持されており、また、その底面の一部には、その厚み方向の全体を貫通する排液孔２２１を有している。これにより、図２に示すように、受液部２２が試料ステージ２１の下方に位置したとき、洗浄用ノズル４０から試料１に向けて噴射される洗浄液Ｗを、メッシュ状の試料載置部２１１を通して受けることができ、受けた洗浄液Ｗは、排液孔２２１から排出することが可能となる。なお、排液孔２２１は、図２に示すように、受液部２２が試料ステージ２１の下方、すなわち液槽１０の上方に位置したとき、排液孔２２１が液槽１０の外側になるような位置に設けることが望ましく、このようにすることで、排液孔２２１から排出される洗浄液Ｗが液槽１０内に流入することを防止できる。
【００１５】
昇降器２０は、液槽１０に固定された支軸２０１と、この支軸２０１の軸方向に沿って昇降する昇降軸２０２と、支軸２０１を中心に回転する回転軸２０３と、支軸２０１に固定され、昇降軸２０２を昇降及び回転軸２０３を回転させる駆動モータ２０４とを備えている。また、昇降軸２０２は、試料ステージ２１にも接続されており、昇降軸２０２が昇降するのに伴って、試料ステージ２１も昇降する。同様に、回転軸２０３は、受液部２２に接続されており、回転軸２０３が回転するのに伴い、受液部２２も回転する。その昇降軸２０２の昇降範囲は、下限は試料ステージ２１の試料載置部２１１が液槽１０の底面に接触する下限位置Ｌで、上限は試料ステージ２１の試料載置部２１１がカメラ７０に近接する上限位置Ｈに設定されている。また、回転軸２０３は、昇降軸２０２の昇降範囲の上限位置Ｈと下限位置Ｌの間の位置Ｍに設けられており、昇降軸２０２の昇降に応じて回転するように形成されている。すなわち、昇降軸２０２が回転軸２０３の位置Ｍよりも低い位置にあるときは、回転軸２０３は、図１に示すように、支軸２０１を中心に昇降軸２０２に対して約１８０度の角度をなす位置になるように回転し、昇降軸２０２が回転軸２０３の位置Ｍよりも高い位置にあるときは、図２に示すように、支軸２０１を中心に昇降軸２０２に対して約０度、すなわち昇降軸２０２と回転軸２０３が支軸２０１の軸方向に重なるような位置に回転する。これにより、回転軸２０３に接続された受液部２２が、昇降軸２０２に接続された試料ステージ２１の昇降動作を邪魔することがなく、また、試料ステージ２１に支持された試料１に洗浄液Ｗを噴射する場合には、その洗浄液Ｗを受液部２２が受けるので、洗浄液Ｗが液槽１０内に流入するのを防止できる。
【００１６】
計測器３０は、試料１の表面に向けてレーザー光を照射する照射部３０１と、試料１の表面で反射したレーザー光を受光する受光部３０２と、計測器３０と試料１の間の距離を求めると共に、その求めた距離の値から、試料１がエッチングされた量を算出するエッチング量算出部３０３とを備えている。エッチング量算出部３０３は、照射部３０１が試料１に向けてレーザー光を照射した時刻から、そのレーザー光が試料１の表面で反射して受光部３０２が受光する時刻までの経過時間を計測すると共に、その経過時間とレーザー光の伝播速度とを乗算することで、試料１と計測器３０と間の距離を求める。この求めた距離を、試料１がエッチング液２に浸漬されてから累積加算を行なうことで、試料１がエッチングされた量を求めることができる。なお、この照射部３０１は、レーザー光を一定時間間隔で照射するように設定されているが、この時間間隔を、試料１がエッチングされる速さに合わせて調整すれば、試料１のエッチング量をより精度よく求めることが可能となり好ましい。
【００１７】
制御部３２は、エッチング量算出部３０３、駆動モータ２０４、カメラ７０、開閉弁４０１及び開閉弁５０１に接続されている。この制御部３２は、試料１をエッチング液２中から取り出す場合には、エッチング量算出部３０３で求めた試料１のエッチング量の値と、予め設定された所定値とを比較する。そして、そのエッチング量の値が所定値以上の場合には、駆動モータ２０４に取り出し信号を出力する。駆動モータ２０４は取り出し信号を受信すると、モータを駆動させ、昇降軸２０２を上昇させる。これにより、昇降軸２０２に接続された試料ステージ２１は、図１に示すような試料１がエッチング液２に浸漬された状態から、図２に示すような試料１がエッチング液２から取り出された状態となる。また、エッチング液２中から取り出された試料１を洗浄する場合には、この制御部３２は、昇降軸２０２が上限位置Ｈに達したとき、開閉弁４０１に開放制御信号を出力して開閉弁４０１を開放させ、洗浄用ノズル４０に洗浄液Ｗを噴射させる。そして、開閉弁４０１を開放させた後、所定時間が経過した時点で開閉弁４０１に閉塞制御信号を出力して開閉弁４０１を閉塞させる。これと同時に、乾燥用ノズル５０の開閉弁５０１に開放制御信号を出力して開閉弁５０１を開放させ、試料１に向けて気体を噴射させ試料１を乾燥させる。そして、開閉弁５０１を開放させた後、所定時間が経過した時点で開閉弁５０１に閉塞制御信号を出力して開閉弁５０１を閉塞させると共に、カメラ７０に撮影開始信号を出力して、試料１の表面の撮影を開始させる。また、カメラ７０が試料１の表面を撮影し終わったときには、カメラ７０がその撮影データを画像処理部８０に出力するので、その撮影データを制御部３２に受信させる。制御部３２は、カメラ７０から画像データを受信すると、撮影を完了したと判断し、駆動モータ２０４に降下信号を出力する。駆動モータ
２０４は、そのモータを駆動させ、昇降軸２０２を降下させる。これにより、試料１をエッチング液２中に浸漬させ、再度試料１のエッチングを行なわせることが可能となる。なお、開閉弁４０１及び開閉弁５０１を開放させている所定時間は、共に同じ時間長さであってもよく、別々に異なる時間長さであってもよい。また、この制御部３２に予め設定された所定値は、検査する試料１の材料や成長方法に応じて適宜調整すればよく、例えば、検査しようとする試料１の結晶欠陥が、成長方向に長く伸びるものであれば、その所定値を大きく設定して、エッチング前とエッチング後で同じエッチピットを重複計数しないようにし、また、成長方向に長く伸びないものであれば、所定値を小さく設定して、成長方向に沿って細かく検査するようにし、その成長方向における結晶欠陥の変化を詳細に求めることができるようにすればよい。
【００１８】
洗浄用ノズル４０は、制御部３２から入力される制御信号に応じて開閉動作する開閉弁４０１を備えており、制御部３２から開放制御信号が入力されると、その弁を開放し、閉塞制御信号が入力されると、その弁を閉塞する。すなわち、この洗浄用ノズル４０は、その開閉弁４０１の開閉動作に応じて、洗浄液Ｗの噴射が制御されている。このようにして、試料１の表面に洗浄液Ｗを噴射することにより、試料１がエッチング液２から取り出された後でも、その表面に付着しているエッチング液２により継続してエッチングされるのを完全に停止させることができる。また、試料ステージ２１が受液部２２の下方に位置したときのみ、洗浄液Ｗが噴射されるので、その洗浄液Ｗが液槽１０内に流入してしまうのを防止できる。なお、この洗浄液Ｗの噴射量及び噴射時間は、特に限定されるものではなく、試料１に付着しているエッチング液２を洗い流せる量及び時間に設定されていればよい。また、この洗浄液Ｗの液種は、試料１に付着しているエッチング液２を洗い流すことのできるものであればどのようなものでもよく、特に限定されるものではないが、例えば純水を用いればよい。
【００１９】
乾燥用ノズル５０は、制御部３２から入力される制御信号に応じて開閉動作する開閉弁５０１を備えており、制御部３２から開放制御信号が入力されると、その弁を開放し、閉塞制御信号が入力されると、その弁を閉塞する。すなわち、この乾燥用ノズル５０も、洗浄用ノズル４０と同じように、その開閉弁５０１の開閉動作に応じて、試料１を乾燥させるための気体の噴射が制御されている。このようにして、試料１に向け気体を噴射することで、試料１の表面に付着している液体を乾燥させる。なお、その気体の噴射量、噴射時間は特に限定されるものではなく、試料１の表面が十分に乾燥する程度に設定されていればよい。さらに、その気体の種類も特に限定されるものはなく、例えば空気を用いればよく、この場合には、気体を収容しておくためのボンベ等を別途用意する必要がなく好ましい。また、空気を用いる場合には、その空気を噴射させる前に加熱して温風にしておけば、試料１の表面をさらに効率的に乾燥させることができ好ましい。
【００２０】
カメラ７０は、制御部３２からの撮影開始信号を受信すると、試料１の表面の撮影を開始する。そして、撮影した画像をデータ化して、画像処理部８０に出力する。この画像データには、撮影した画像の色彩、輝度、明暗等の情報が含まれている。なお、このカメラ７０にズームレンズ（図示せず）を接続しておけば、カメラ７０と試料１の表面との間の距離を変更しなくても、試料１の表面を拡大した画像を撮影することができ好ましい。
【００２１】
画像処理部８０は、カメラ７０から入力された画像データを分析して、その画像内に存在するエッチピットの数を計数する。この計数は、画像データに含まれる、エッチピットの部分と、エッチピットでない部分との色彩、輝度、明暗の差の全てを分析することで、エッチピットの部分とそうでない部分とを判別して計数する。なお、エッチピットの計数は、このような画像処理方法に限定されるものではなく、従来より活用されている画像処理技術を用いて行なってもよく、また分析するデータは、色彩、輝度、明暗の全てでなく、どれか一つでもよく、これらの組み合わせであってもよい。
【００２２】
密度算出部８１は、画像処理部８０で求めた、今回の検査において求めたエッチピットの数と、その検査の前に行なった検査、すなわち前回の検査において求めたエッチピットの数と、今回の検査での試料１のエッチング量とをもとにして、そのエッチング量内に存在したエッチピットの密度を求める。すなわち、今回の検査で検査した一表面と、前回の検査で検査した別の一表面とのそれぞれに存在したエッチピットの数の平均値を求め、その求めた平均値をエッチング量及び試料１の面積で割ることで、試料１の体積当たりのエッチング密度を算出する。このようにして、密度を求めれば、試料１の深さ方向、すなわち試料１のもとであるシリコン単結晶層の成長方向におけるエッチピットの密度を把握でき、試料１の品質を成長方向に置いても評価することが可能となる。なお、この密度の算出に用いるエッチング量及び試料１の面積の値は、この密度算出部８１に予め設定されているが、これは、エッチング量算出部３０３からのデータを入力できるように形成して、その入力されるデータを用いるようにしてもよい。
【００２３】
ディスプレイ９０は、画像処理部８０から入力された画像データを画面表示する。これを使用者が目視で確認すれば、エッチピットの形状や大きさ等を目視により観察することができる。
【００２４】
なお、この検査装置により検査される被検査物である試料１は、例えば、半導体材料として、Ｓｉ（珪素），ＧａＮ（窒化ガリウム），ＧａＡｓ（ガリウム砒素）などを、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成長法により成長させたエピタキシャル層から切り出したエピタキシャルウエハを用いることができるが、これ以外の材料及び方法により成長された試料も被検査物として検査することができる。また、試料１の大きさは、ＩＣチップのように一辺が２００μｍ程度の非常に微小なサイズのものから、２００ｍｍ（８インチ）以上の大きなサイズのものまで、効率的に検査することができる。なお、一辺が２００μｍ程度のサイズの試料を検査する場合には、試料載置部２１１のメッシュの目は、例えば１００μｍ程度に設定すればよい。またエッチング液２は、試料１がエピタキシャルウエハの場合には、リン酸を用いればよいが、試料１の材料を変更した場合には、それに合わせて適宜変更すればよい。
【００２５】
次に、試料１の結晶欠陥を検査する動作を説明する。
【００２６】
まず、試料ステージ２１の試料載置部２１１に試料１を載置して支持させる。試料１が試料載置部２１１に載置されると、駆動モータ２０４が、昇降軸２０２を下降させ、試料ステージ２１を液槽１０内のエッチング液２中に没入させる。これにより、図１に示すように、試料１はエッチング液２中に浸漬される。浸漬された試料１は、エッチング液２によりエッチングされ始める。
【００２７】
試料１がエッチング液２中に浸漬されている間、照射部３０１はレーザー光を所定時間ごとに照射する。その照射したレーザー光のうち、試料１の表面で反射されたものを受光部３０２が受光すると、エッチング量算出部３０３は、照射部３０１による照射から、受光部３０２による受光までの経過時間に基づき、試料１の表面と計測器３０との間の距離を求める。その距離の値を求めたら、それまでに算出していた累積の距離値に加算することで、試料１がエッチング液２に浸漬された時点からの、試料１のエッチング量を算出する。この算出したエッチング量を制御部３２に出力すると、その制御部３２は、その入力されたエッチング量を、予め設定された所定値と比較する。そして、そのエッチング量が、その所定値よりも大きい場合には、駆動モータ２０４に取り出し信号を出力する。駆動モータ２０４は、その取り出し信号を入力すると、昇降軸２０２を上昇させる。これにより、昇降軸２０２に接続された試料ステージ２１がエッチング液２中から取り出される。
【００２８】
試料ステージ２１がエッチング液２から取り出され、受液部２２よりも高い位置まで上昇すると、図２に示すように、受液部２２が支軸２０１を中心に回転し、試料ステージ２１の下方に位置する。そして、洗浄用ノズル４０から試料１に向けて洗浄液Ｗが噴射され、試料１の表面に付着しているエッチング液２を洗浄する。所定時間が経過すると、この洗浄液Ｗの噴射が停止する。これにより、試料１のエッチングが完全に停止する。続いて、乾燥用ノズル５０から試料１に向けて温風が噴射され、試料１を乾燥させる。所定時間が経過すると、この温風の噴射が停止する。
【００２９】
試料１が乾燥したら、その試料１の表面をカメラ７０により撮影する。撮影した画像データは、画像処理部８０に出力する。なお、試料１の表面が大きく、カメラ７０が試料１の表面全体を一回の撮影で撮影し切れなかった場合は、複数回に分けて撮影すればよいが、その一回ごとの撮影データについては、カメラ７０に一旦記憶させておき、試料１の表面を全部撮影した後で、記憶させた全画像データを一括して、画像処理部８０に出力すればよい。
【００３０】
画像処理部８０は、入力された画像データを分析して、エッチピットの数を計数する。この分析には、例えば、画像データ中のエッチピットの部分とエッチピットでない部分との色彩、輝度、明暗等を差分して、その差分値からエッチピットを抽出して、その数を計数する。この後、その求めたエッチピットの数を、ディスプレイ９０で表示する。また、これと同時に、撮影した試料１の表面の画像をディスプレイ９０で表示すれば、使用者がエッチピットの大きさや形状を確認することが可能となる。このようにして試料１の結晶欠陥を検査することで、試料１を手作業で扱わなくとも、試料１の所望の深さにおけるエッチピットの数を自動的に求めることが可能となり、特に手作業では取り扱いがきわめて困難な極小サイズの試料の評価も効率的に行なうことが可能となる。
【００３１】
そして、画像データがカメラ７０から画像処理部８０に出力されると、制御部３２は、駆動モータ２０４に降下信号を出力して、試料ステージ２１を再度降下させ、載置している試料１をエッチング液２中に浸漬させる。そして、この後の工程を上記と同じようにすれば、今検査した試料１の表面のさらに下の表面に存在するエッチピットの数も求めることができ、また、それら求めた２表面のエッチピットの数からエッチピットの密度を求めることが可能となる。
【００３２】
なお、洗浄用ノズル４０は、その開閉弁４０１を制御部３２からの制御信号に応じて動作させていたが、これ以外にも、例えば、回転軸２０３の回転角度に応じてその開閉弁４０１を開閉動作させるようにしてもよい。この場合、回転軸２０３の回転角度を計測する角度計が必要になるが、例えば、回転軸２０３と昇降軸２０２のなす角度が約０度になったとき、すなわち、受液部２２が試料ステージ２１の真下に位置したとき、その弁を開放させるようにすればよい。さらに、回転軸２０３と昇降軸２０２とのなす角度が所定の大きさ以上となったとき、その弁を閉塞させるようにすれば、試料ステージ２１が受液部２２の下方に位置したときのみ、洗浄液Ｗが噴射されるので、その洗浄液Ｗが液槽１０内に流入してしまうのを防止できる。
【００３３】
また、昇降軸２０２及び回転軸２０３を駆動する手段に、駆動モータ２０４を用いていたが、これはモータに限定されるものではなく、その他にも、油圧シリンダー、空気圧シリンダー等、昇降軸２０２や回転軸２０３を駆動できるものであればどのようなものでもよい。さらに、回転軸２０３及び昇降軸２０２間にギアやベルトを介在させ、これらの間で機械的な連動を行なわせれば、駆動モータ２０４を、例えば昇降軸２０２に設けるだけで回転軸２０３も、この昇降軸２０２の昇降に応じて回転させることができ、回転軸２０３を駆動させるための駆動モータを省略することが可能となる。
【００３４】
また、計測器３０に、レーザー光で計測器３０と試料１との間の距離を測るものを用いていたが、これ以外にも、例えば、超音波を試料１に向けて射出すると共に、その射出した超音波のうち、試料１の表面で反射したものを受けるようにし、その射出から受けた時刻までの経過時間により、計測器３０と試料１との間の距離を測るようにようにしてもよい。この測った距離から、試料１の表面のエッチング量を算出する方法は、上記と同じ方法でよい。
【００３５】
また、試料１の大きさが、測定しようとするエッチピットの大きさに比較して十分大きい場合、すなわちサイズの大きな試料１を検査する場合には、撮影した画像を拡大せずにエッチピットを判別することは困難であるので、その場合には、カメラ７０で試料１の表面をズームアップした後で、その画像を撮影するようにしてもよく、また、試料１の表面全体をズームアップせずに撮影した後、その撮影した画像データを画像処理部８０でデータ上で拡大してエッチピットを判別できるようにしてもよい。また、画像データを画像処理部８０に出力する場合、上記では、カメラ７０に一旦全て記憶させた後、一括して出力したが、カメラ７０で一回撮影するごとに、その撮影した画像データを都度、画像処理部８０に出力するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記では、試料ステージ２１を支軸２０１に対して昇降させることで、液槽１０のエッチング液２中から試料１を取り出し及び浸漬させていたが、これは、試料ステージ２１を支軸２０１に固定すると共に、液槽１０をその支軸２０１に対して移動可能に接続させ、液槽１０を昇降させることで、試料１を液槽１０のエッチング液２中から取り出し及び浸漬させるようにしてもよい。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限らず、種々の形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態において、試料をエッチング液中に浸漬している状態を示す概略図である。
【図２】同一実施の形態において、試料をエッチング液中から取り出した状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  液槽
２０  昇降器
２１  試料ステージ
２２  受液部
３０  計測器
３２  制御部
４０  洗浄用ノズル
５０  乾燥用ノズル
７０  カメラ
８０  画像処理部
８１  密度算出部
２０１  支軸
２０２  昇降軸
２０３  回転軸
２０４  駆動モータ
２１１  試料載置部
２２１  排液孔
３０１  照射部
３０２  受光部
３０３  エッチング量算出部
４０１  開閉弁
５０１  開閉弁
Ｗ  洗浄液
【図１】
2005158961.tif 000003
【図２】
2005158961.tif 000004