(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に波長０．８３５μｍのレーザー光を投射し、
該投射されたレーザー光によって生じた反射散乱光を測定し、
反射散乱光の測定結果に基づいて波長成分強度（ＰＳＤ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を算出し、
空間波長成分１００μｍの波長成分強度を基準としたときに、空間波長成分５μｍの波長成分強度が、基準とした空間波長成分１００μｍにおける波長成分強度に１×１０-4を乗じた値以下の半導体基板を良品とすること
を特徴とする半導体基板の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、酸化膜耐圧特性の良い半導体基板の選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デバイス工程で単結晶シリコンからなる半導体基板にＭＯＳ構造を形成する場合、８ＭＶ／ｃｍ以上の酸化膜耐圧強度が要求される。従来から半導体基板の酸化膜耐圧強度を向上させる手段として、ＣＺ法によるシリコン単結晶製造時の結晶成長を低速で行う方法や、半導体基板に水素ガス雰囲気中で高温熱処理を施す方法が知られている。半導体基板に前記の熱処理を施すと、水素ガスの還元作用によって半導体基板の表層から不純物酸素が外方拡散され、酸化膜耐圧強度が向上する。また、半導体基板に１３５０℃程度の高温熱処理を施した場合も酸化膜耐圧強度が向上する。
【０００３】
半導体基板の結晶欠陥評価には、従来エッチング法、Ｘ線トモグラフ等が用いられてきたが、近年では、赤外散乱トモグラフィーが、数多く用いられるようになってきた。この方法は、半導体基板をへき開後、赤外光をウェーハ表面から入射し、欠陥による散乱光をへき開面から観察する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記赤外散乱トモグラフィーによる方法は、基板最表面の結晶欠陥および欠陥サイズが３００Å以下の結晶欠陥の観察は非常に困難であるとともに、低密度の結晶欠陥を有する試料では半導体基板１枚の評価に数十分を要している。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、半導体基板の結晶欠陥および表面状態の評価を迅速に行うことができ、併せて酸化膜耐圧特性の良否についても迅速な評価が可能な半導体基板の選別方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る半導体基板の選別方法は、半導体基板の表面に波長０．８３５μｍのレーザー光を投射し、該投射されたレーザー光によって生じた反射散乱光を測定し、反射散乱光の測定結果に基づいて波長成分強度（ＰＳＤ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を算出し、空間波長成分１００μｍの波長成分強度を基準としたときに、空間波長成分５μｍの波長成分強度が、基準とした空間波長成分１００μｍにおける波長成分強度に１×１０-4を乗じた値以下の半導体基板を良品とする。本方法は、空間波長成分を測定することができる測定装置、たとえば原子間力顕微鏡、位相干渉計での測定も含む。
【０００７】
【作用】
結晶欠陥をもつ半導体基板の表面にレーザー光を投射すると、前記結晶欠陥による反射散乱光を生ずる。上記構成によれば、検出した反射散乱光の波長成分強度を測定することにより、酸化膜耐圧特性に影響を与えるような半導体基板の結晶欠陥および表面状態の評価を迅速に行うことができる。更に、前記反射散乱光の波長成分強度の大小が酸化膜耐圧特性の良否と良く一致しているので、半導体基板の酸化膜耐圧特性の良否選別を迅速に行うことができる。
【０００８】
【実施例】
以下に、本発明に係る酸化膜耐圧特性の良い半導体基板の選別方法の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、酸化膜耐圧特性の良い半導体基板を選別する際に用いる選別装置の原理概略を示す説明図である。この装置はレーザー発振器、半導体基板に投射したレーザー光の反射散乱光を検出する検出器および空間波長成分を測定する。
【０００９】
図示しないレーザー発振器は、半導体基板１に下した鉛直線に対して入射角ｘ1 のレーザー光を発振できる位置に設置されている。また検出器２は、前記レーザー光の反射散乱光を検出するため、角度ｘ3 〜ｘ3 ′の範囲で移動自在に設置されている。
【００１０】
上記選別装置に水平に固定した半導体基板１の表面に、レーザー発振器から入射角ｘ１のレーザー光を投射する。入射レーザー光は半導体基板１の表面で反射し、正反射光は鉛直線に対して反射角ｘ１′の方向に進む。このとき、半導体基板１に存在する結晶欠陥により反射散乱光を生じ、この反射散乱光はたとえば鉛直線に対して反射角ｘ２の方向に進む。検出器２を角度ｘ３〜ｘ３′の範囲で移動させて前記反射散乱光を検出し、その波長成分強度（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ、以下ＰＳＤという）を算出する。本装置は、半導体基板間の結晶欠陥密度をＰＳＤの値の大小で評価する。
【００１１】
本装置では、入射するレーザー光の波長を０．８３５μｍとしている。この波長は、赤外散乱トモグラフィーで用いているレーザー光の波長１．０６μｍに比べて短波長であり、また、検出器をｘ３〜ｘ３′の角度範囲で動かして反射散乱光を検出するため、基板最表面の結晶欠陥を評価することができる。
【００１２】
また、半導体基板に結晶欠陥が存在した場合、散乱した光をＰＳＤで評価するため、赤外散乱トモグラフィーでは測定が困難であった３００Å以下の結晶欠陥評価が可能になった。更に、１秒／１点で測定でき、半導体基板のＸ−Ｙ方向の移動により基板面内の結晶欠陥分布を高速で評価することができる。
【００１３】
図２のグラフは、横軸に検出器の角度を反射散乱光の波長で表した数値、縦軸にＰＳＤを示している。図中のＡは酸化膜耐圧に影響を与える結晶欠陥の少ない半導体基板である。また図３は、ＰＳＤと酸化膜耐圧良品率（Ｃモード良品率）との相関を示すグラフで、空間波長成分１００μｍを基準としたときに、５μｍのＰＳＤ強度が１×１０-4以下の半導体基板のＣモード良品率はほぼ１００％となる。
【００１４】
このように、従来から赤外散乱トモグラフィーに用いられているレーザー光の波長１．０６μｍに比べて０．８３５μｍと波長の短いレーザー光を用いることにより、半導体基板の最表面に存在する結晶欠陥観察が可能となるとともに、ＰＳＤを用いることにより赤外散乱トモグラフィーでは観察が困難であった３００Å以下の結晶欠陥評価が可能になった。また、本方法で得られた結果は酸化膜耐圧特性と良く一致することから、酸化膜耐圧評価の代用となり得る。また、半導体基板に対して非接触、非破壊で酸化膜耐圧の良否を選別できるとともに、酸化膜耐圧に影響を与えるような半導体基板の結晶欠陥および表面状態の評価が可能になった。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による方法で得られた結果は半導体基板の酸化膜耐圧特性と一致するとともに、結晶欠陥の面内分布および表面状態を迅速に評価することができるため、半導体基板の酸化膜耐圧特性評価の代用として十分に利用可能であり、半導体基板の良否選別作業の能率を飛躍的に向上させることができる。また、半導体基板を破壊する必要がないので、コスト低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸化膜耐圧特性の良い半導体基板を選別する際に用いる選別装置の原理概略を示す説明図である。
【図２】反射光の波長とＰＳＤとの相関を示すグラフである。
【図３】ＰＳＤと酸化膜耐圧良品率との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１  半導体基板
２  検出器
【図１】
0003758706.tif 000002
【図２】
0003758706.tif 000003
【図３】
0003758706.tif 000004