(57)【要約】 【課題】３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法および活性層の厚さを正確に算出しながら前記活性層の薄膜化を行うＳＯＩウェーハの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】第１の光透過層３と、第１の光透過層３の一面３ａに形成された第２の光透過層２と、第２の光透過層２の第１の光透過層３と反対側の面２ａに形成された第３の光透過層１とからなる３層構造体１０へ第３の光透過層１側から光を照射したときに３層構造体１０から得られる反射光の理論強度を計算する工程と、３層構造体１０に第３の光透過層１側から光を照射して、３層構造体１０から得られる反射光の実測強度を測定する工程と、前記理論強度と前記実測強度とを比較して第３の光透過層１の厚さｄ１を算出する工程と、を有する３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いることにより、上記課題を解決できる。【選択図】図１
2010192700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光透過層と、前記第１の光透過層の一面に形成された第２の光透過層と、前記第２の光透過層の前記第１の光透過層と反対側の面に形成された第３の光透過層とからなる３層構造体へ前記第３の光透過層側から光を照射したときに前記３層構造体から得られる反射光の理論強度を計算する工程と、
前記３層構造体に前記第３の光透過層側から光を照射して、前記３層構造体から得られる反射光の実測強度を測定する工程と、
前記理論強度と前記実測強度とを比較して前記第３の光透過層の厚さを算出する工程と、を有することを特徴とする３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項２】
前記理論強度を計算する工程の前に、前記第２の光透過層の厚さを測定することを特徴とする請求項１に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項３】
前記第２の光透過層の厚さの測定が、エリプソメーターで行われることを特徴とする請求項２に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項４】
前記３層構造体への照射光の波長域を一定間隔で分割するサンプリング波長で、前記理論強度と前記実測強度との差分を２乗して重み係数を乗じた値を、前記照射光の全波長域で加算した残差２乗和が最小となる値から、前記第３の光透過層の厚さを算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項５】
前記重み係数が前記理論強度の逆数であることを特徴とする請求項４に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項６】
前記第３の光透過層の厚さを算出した後に、前記サンプリング波長の間隔をより短くして、前記第３の光透過層の厚さを再度算出する工程を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項７】
前記第３の光透過層の厚さを再度算出する工程を２回以上繰り返すことを特徴とする請求項６に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項８】
前記第３の光透過層の前記第１の光透過層と反対側の面を全面走査するように光を照射することを特徴する請求項１〜７のいずれか１項に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項９】
前記３層構造体への照射光の波長域が３００〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１０】
前記３層構造体への照射光の波長域が３５０〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項９に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１１】
前記３層構造体への照射光の波長域が６５０〜７５０ｎｍであることを特徴とする請求項９に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１２】
前記第１の光透過層が基板であり、前記第２の光透過層が絶縁膜層であり、前記第３の光透過層が活性層であり、前記３層構造体がＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１３】
前記絶縁膜層が酸化膜からなることを特徴とする請求項１２に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１４】
前記活性層がシリコン膜からなることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法。
【請求項１５】
基板と、前記基板の一面に形成された絶縁膜層と、前記絶縁膜層の前記基板と反対側の面に形成された活性層とからなるＳＯＩウェーハの前記活性層を薄膜化する工程と、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、前記ＳＯＩウェーハの前記活性層の厚さを算出する工程と、を有することを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項１６】
前記活性層の薄膜化と前記活性層の厚さの算出を同時に行うことを特徴とする請求項１５に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項１７】
前記活性層の薄膜化が研磨により行われることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項１８】
研磨定盤と、ウェーハ保持部とを有するウェーハ研磨装置の前記ウェーハ保持部に保持したＳＯＩウェーハの活性層を、前記研磨定盤上に配置された研磨パッド上に押圧させた状態で、前記研磨定盤および／または前記ウェーハ保持部を回転させて前記活性層を研磨することを特徴とする請求項１７に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項１９】
前記活性層と前記研磨パッドとの間に研磨剤を導入することを特徴とする請求項１８に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項２０】
前記活性層の薄膜化がエッチングにより行われることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項２１】
前記活性層の厚さの算出値が目標値となった時点で、前記活性層を薄膜化する工程を終了するよう判定する薄膜化自動終了判定工程を有していることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法およびＳＯＩウェーハの製造方法に関するものであり、特に、ＳＯＩウェーハの活性層の厚さを算出しながら前記活性層を薄膜化するＳＯＩウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハは、シリコンインゴットからスライスして得られた円板状のシリコン（Ｓｉ）ウェーハに、ラップ処理、エッチング処理およびポリッシュ処理などを行ってポリッシュド・ウェーハとした後、前記ポリッシュド・ウェーハに酸化膜層（ＢＯＸ層：Ｂｕｒｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ層）および活性層をこの順序で形成してなる。
さらに所定の半導体製造プロセスに供されて、前記活性層に微細加工を施すことにより、マイクロマシンやマイクロセンサーなどの半導体デバイスを作製することができる。
【０００３】
そして、前記デバイスプロセスの前に、前記活性層を均一な厚さに研磨して、前記活性層の平坦度・平行度を高めて、デバイスプロセスにおける加工精度を向上させ、半導体デバイスの特性向上に対応している。
【０００４】
なお、前記ＳＯＩウェーハは、貼り合わせＳＯＩウェーハとして、表面を酸化して酸化膜層（ＢＯＸ層）を形成した基板に、活性層を有する基板（活性基板）を貼り合せる手法によっても作製することもできる。この場合も、貼り合せた後に、前記活性層を均一な厚さに研磨して、前記活性層の平坦度・平行度を高めることにより、デバイスプロセスの微細加工精度を向上し、半導体デバイスの特性を向上させる。
【０００５】
研磨により前記活性層の厚さを所望の厚さとするためには、前記活性層の厚さを正確に測定できなくてはならない。前記活性層の厚さを正確に測定することができてはじめて、前記活性層の研磨量を正確に設定することができ、所望の厚さに制御することができる。
また、前記活性層の研磨中にその場で（ｉｎ−ｓｉｔｕ）、前記活性層の厚さを正確に測定することができることが望ましい。研磨中にその場で前記活性層の厚さを測定することができれば、研磨後に改めて前記活性層の厚さの測定する必要がなくなり、ＳＯＩウェーハの製造効率を向上させることができる。また、研磨中に研磨量を細かく設定して、前記活性層の厚さを精度よく制御することができる。
【０００６】
通常、前記活性層の研磨は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により実施されている。
前記ＣＭＰ法に用いられる基板研磨装置は、シリコンウェーハ（基板）を装着する基板保持部と、研磨定盤と、前記研磨定盤に固定された研磨パッドと、前記基板と前記研磨パッドとの間に研磨剤（スラリー）を供給する研磨剤供給機構と、を有している。
前記基板は、これと相対運動する前記研磨パッドが一定の研磨加工圧で押しつけられることにより生じる機械的研磨作用と、前記研磨剤供給機構から供給される研磨剤の化学的研磨作用とが印加されて、その表面が研磨される。
【０００７】
しかし、従来の基板研磨装置には、前記活性層の厚さを研磨中に正確に測定する機構が備えられていなかった。そのため、前記基板研磨装置で前記活性層を研磨した後に、別の光学式膜厚計で測定して得られた前記活性層の厚さをフィードバックして、あらためて前記活性層の研磨を行うということを繰り返して、前記活性層の厚さを所望の厚さとしていた。つまり、前記活性層の厚さの測定ごとに研磨作業を一旦停止してウェーハをそれぞれの装置に載せ換えなければならず、ＳＯＩウェーハの製造効率を著しく害していた。
【０００８】
また、従来、研磨中同時測定の手段が存在しておらず、装置の載せ換えによる作業効率低下防止に対応するため、研磨工程における研磨厚さ制御は、研磨加工時間を管理することにより行っていた。しかし、研磨パッドの目詰まり、研磨加工圧、研磨剤の供給量のバラツキおよび基板の近傍の温度環境などの影響により研磨レートが変動する場合があり、このような場合には、研磨加工時間のみの管理によっては研磨量を正確に制御できず、所望の活性層の厚さとすることができない場合があるという問題があった。これは、前記活性層の厚さのロット間のバラツキを発生させ、ＳＯＩウェーハの歩留まり・製造効率を低下させていた。
【０００９】
特許文献１および特許文献２には、基板上の薄膜の厚さを測定しながら前記薄膜の厚さを所望の値に研磨する機構を備えたＳＯＩウェーハの製造方法が開示されている。
たとえば、特許文献１は、半導体装置の製造方法および製造装置に関するものであり、被研磨膜を有するウェーハを、研磨クロスを用いて研磨する半導体装置の製造方法において、前記研磨クロス内に少なくとも一つの光学的窓を開口し、研磨中にこの窓を通して、前記研磨クロスの裏面側から、被研磨膜の膜厚あるいは被研磨膜面の反射率を、光学的手段を用いて測定する半導体装置の製造方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２は、薄膜を監視するための方法および装置に関するものであり、絶縁材料、半導体材料、導電材料、およびそれらの組合せからなる群より選択される材料で構成された基板を回転させ、基板の一方の面を研磨パッドに接触させることによって基板を研磨する段階、約１０００ｎｍと約１１０００ｎｍとの間の波長を有する光を、基板の研磨されない面から基板を通して基板上の薄膜の研磨を受ける区分に通過させることによって、基板が回転し研磨を受ける間、基板上の薄膜の該区分を照射する段階、基板と共に回転する光学受信器を用いて、照射された区分から反射された光信号を光学的に受信する段階、反射光信号を、基板と共に回転することのない、光検出器に接続された回転デカップラーに通過させる段階、および光検出器に接続された分析器を用いて、干渉光強度に基づいて厚み変化を算出する段階を含む、半導体デバイスおよびＳＯＩウェーハを製造する方法が開示されている。
【００１１】
しかし、これらの文献に開示された方法には、反射光からどのように被研磨膜または薄膜の膜厚を算出するか具体的に記載されていないので、これらにより内部で多重反射を行う３層以上の多層膜からなる３層構造体であるＳＯＩウェーハの第３の光透過層である活性層の厚さを正確に算出することは実現困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−３６０７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法および活性層の厚さを正確に算出しながら前記活性層の薄膜化を行うＳＯＩウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第１の光透過層と、前記第１の光透過層の一面に形成された第２の光透過層と、前記第２の光透過層の前記第１の光透過層と反対側の面に形成された第３の光透過層とからなる３層構造体へ前記第３の光透過層側から光を照射したときに前記３層構造体から得られる反射光の理論強度を計算する工程と、前記３層構造体に前記第３の光透過層側から光を照射して、前記３層構造体から得られる反射光の実測強度を測定する工程と、前記理論強度と前記実測強度とを比較して前記第３の光透過層の厚さを算出する工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記理論強度を計算する工程の前に、前記第２の光透過層の厚さを測定することを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記第２の光透過層の厚さの測定が、エリプソメーターで行われることを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記３層構造体への照射光の波長域を一定間隔で分割するサンプリング波長で、前記理論強度と前記実測強度との差分を２乗して重み係数を乗じた値を、前記照射光の全波長域で加算した残差２乗和が最小となる値から、前記第３の光透過層の厚さを算出することを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記重み係数が前記理論強度の逆数であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記第３の光透過層の厚さを算出した後に、前記サンプリング波長の間隔をより短くして、前記第３の光透過層の厚さを再度算出する工程を有することを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記第３の光透過層の厚さを再度算出する工程を２回以上繰り返すことを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記第３の光透過層の前記第１の光透過層と反対側の面を全面走査するように光を照射することを特徴する。
【００１７】
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記３層構造体への照射光の波長域が３００〜８００ｎｍであることを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記３層構造体への照射光の波長域が３５０〜４５０ｎｍであることを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記３層構造体への照射光の波長域が６５０〜７５０ｎｍであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記第１の光透過層が基板であり、前記第２の光透過層が絶縁膜層であり、前記第３の光透過層が活性層であり、前記３層構造体がＳＯＩウェーハであることを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記絶縁膜層が酸化膜からなることを特徴とする。
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記活性層がシリコン膜からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、基板と、前記基板の一面に形成された絶縁膜層と、前記絶縁膜層の前記基板と反対側の面に形成された活性層とからなるＳＯＩウェーハの前記活性層を薄膜化する工程と、先に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、前記ＳＯＩウェーハの前記活性層の厚さを算出する工程と、を有することを特徴とする。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、前記活性層の薄膜化と前記活性層の厚さの算出を同時に行うことを特徴とする。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、前記活性層の薄膜化が研磨により行われることを特徴とする。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、研磨定盤と、ウェーハ保持部とを有するウェーハ研磨装置の前記ウェーハ保持部に保持したＳＯＩウェーハの活性層を、前記研磨定盤上に配置された研磨パッド上に押圧させた状態で、前記研磨定盤および／または前記ウェーハ保持部を回転させて前記活性層を研磨することを特徴とする。
【００２０】
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、前記活性層と前記研磨パッドとの間に研磨剤を導入することを特徴とする。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、前記活性層の薄膜化がエッチングにより行われることを特徴とする。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、前記活性層の厚さの算出値が目標値となった時点で、前記活性層を薄膜化する工程を終了するよう判定する薄膜化自動終了判定工程を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
上記の構成によれば、３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法および活性層の厚さを正確に算出しながら前記活性層の薄膜化を行うＳＯＩウェーハの製造方法を提供することができる。
【００２２】
本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第１の光透過層と、前記第１の光透過層の一面に形成された第２の光透過層と、前記第２光透過層の前記第１の光透過層と反対側の面に形成された第３の光透過層とからなる３層構造体へ前記第３の光透過層側から光を照射したときに前記３層構造体から得られる反射光の理論強度を計算する工程と、前記３層構造体に前記第３の光透過層側から光を照射して、前記３層構造体から得られる反射光の実測強度を測定する工程と、前記理論強度と前記実測強度とを比較して前記第３の光透過層の厚さを算出する工程と、を有する構成なので、前記３層構造体の前記第３の光透過層の厚さを正確に算出することができる。
【００２３】
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、基板と、前記基板の一面に形成された絶縁膜層と、前記絶縁膜層の前記基板と反対側の面に形成された活性層とからなるＳＯＩウェーハの前記活性層を薄膜化する工程と、先に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、前記ＳＯＩウェーハの前記活性層の厚さを算出する工程と、を有する構成なので、活性層の厚さを正確に算出しながら前記活性層の薄膜化を行って、前記活性層を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】３層構造体（ＳＯＩウェーハ）内の光の進路の一例を示す図である。
【図２】本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて得られる反射光強度（理論強度）を示すグラフである。
【図３】本発明のＳＯＩウェーハの製造方法で用いるウェーハ研磨装置を示す断面模式図である。
【図４】本発明のＳＯＩウェーハの製造方法を用いて研磨と活性層の厚さの算出を行った場合の一例を説明するグラフであって、反射光（実測強度）の測定回数と活性層の厚さ（算出値）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
（実施形態１）
まず、本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法について、３層構造体としてＳＯＩウェーハを用いた場合を一例として説明する。
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、ＳＯＩウェーハ１０の絶縁膜層２の膜厚を測定する工程（第１工程）と、ＳＯＩウェーハ１０へ活性層１側から光を照射したときにＳＯＩウェーハ１０から得られる反射光の理論強度を計算する工程（第２工程）と、ＳＯＩウェーハ１０に活性層１側から光を照射して、ＳＯＩウェーハ１０から得られる反射光の実測強度を測定する工程（第３工程）と、前記理論強度と前記実測強度とを比較して活性層１の厚さを算出する工程（第４工程）と、を有する。
【００２６】
＜第１工程＞
まず、ＳＯＩウェーハ１０の絶縁膜層２の厚さを、エリプソメーターで正確に測定する。この絶縁膜層２の厚さの値は、第２工程で、反射光の理論強度を計算式のパラメーター値として用いる。
【００２７】
＜第２工程＞
次に、以下のようにして、ＳＯＩウェーハ１０へ活性層１側から光を照射したときにＳＯＩウェーハ１０から得られる反射光の理論強度を計算する。
【００２８】
図１は、３層構造体として用いたＳＯＩウェーハの一例を示す断面模式図であり、ＳＯＩウェーハ１０での光の進路の一例を説明する図である。図１に示すように、ＳＯＩウェーハ１０は、基板（第１の光透過層）３と、前記基板３の一面３ａに形成された絶縁膜層（第２の光透過層）２と、前記絶縁膜層２の前記基板３と反対側の面２ａに形成された活性層（第３の光透過層）１とからなる。活性層１の一面１ａ側には、空気層０が設けられている。また、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１、絶縁膜層２および基板３の厚さは、それぞれｄ１、ｄ２およびｄ３とされている。また、光の進路の一例が矢印で示されている。
【００２９】
図１に示すように、空気層０から活性層１へ入射された光ｈ１は、活性層１と絶縁膜層２との界面で反射される光ｈ２と、絶縁膜層２へ入射される光ｈ３とに分かれる。前記界面で反射された光ｈ２は、活性層１の内部で反射を繰り返し（多重反射し）、空気層０へ反射光ｈ４として取り出される。一方、絶縁膜層２へ入射された光ｈ３は、絶縁膜層２と基板３との界面で反射される光ｈ５と、基板３へ入射される光ｈ６とに分かれる。前記界面で反射された光ｈ５は、絶縁膜層２の内部で反射を繰り返し（多重反射し）、活性層１を通過して、空気層０へ反射光ｈ７として取り出される。このように、空気層０から活性層１へ入射された光ｈ１は、基板１０の内部で多重反射を繰り返し、空気層０へ反射光ｈ４、ｈ７として取り出される。
【００３０】
なお、これは一例であり、たとえば、活性層１の内部で反射を繰り返した光が、一旦絶縁膜層２に入射された後、絶縁膜層２と基板３との界面で反射されて、空気層０へ反射光として取り出されてもよい。
【００３１】
式（１）は、空気層０の複素屈折率ｎ０＊、活性層１の複素屈折率ｎ１＊、絶縁膜層２の複素屈折率ｎ２＊および基板３の複素屈折率ｎ３＊を示す。ここで、実部ｎは屈折率であり、ｉは複屈折率であり、虚部ｋは媒質内での減衰を表す消衰係数を表す。
【００３２】
【数１】
2010192700.tif 000003
【００３３】
式（２）は、各層でのフレンネル反射係数を示す式であり、式（１）から導かれる。ここで、ｒ０１は空気層０と活性層１との界面でのフレンネル反射係数であり、ｒ１２は活性層１と絶縁膜層２との界面でのフレンネル反射係数であり、ｒ２３は絶縁膜層２と基板３との界面でのフレンネル反射係数である。
【００３４】
【数２】
2010192700.tif 000004
【００３５】
式（３）は、絶縁膜層２での合成フレンネル反射係数を示す式であり、式（１）および式（２）から導かれる。ここで、ｄ２は絶縁膜層２の厚さであり、λは光の波長である。なお、絶縁膜層２の厚さｄ２の値としては、第１工程で測定した値を用いる。
【００３６】
【数３】
2010192700.tif 000005
【００３７】
式（４）は、活性層１を含んだ合成フレンネル反射係数を示す式であり、式（１）〜（３）から導かれる。ここで、ｄ１は活性層１の厚さである。式（４）は、振幅反射率を示す。
【００３８】
【数４】
2010192700.tif 000006
【００３９】
式（５）は、式（４）の絶対値を２乗して得られるエネルギー反射率を示す式であり、ＳＯＩウェーハからの反射光強度（理論強度）Ｒ（λ、ｄ１）である。式（５）から分かるように、反射光強度（理論強度）は、波長λと活性層１の厚さｄ１との関数である。
【００４０】
【数５】
2010192700.tif 000007
【００４１】
図２は、反射光強度（理論強度）の波長λ及び活性層１の厚さｄ１依存性を示すグラフであって、活性層１の厚みｄ１が５０ｎｍ、１００ｎｍおよび３００ｎｍの場合に、３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域の光をＳＯＩウェーハ１０からのに照射したときに、反射光強度（理論強度）がどのような値を取るかを示している。
図３に示すように、活性層１の厚みｄ１が５０ｎｍの場合には、波長λが４２０ｎｍ付近および５０５ｎｍ付近で極小値（谷部）となるようなスペクトルが得られる。
また、活性層１の厚みｄ１が１００ｎｍの場合には、波長λが４３０ｎｍ付近、４９０ｎｍ付近および７６０ｎｍ付近で極小値（谷部）となるようなスペクトルが得られる。
さらに、活性層１の厚みｄ１が３００ｎｍの場合には、波長λが４６０ｎｍ付近、５２０ｎｍ付近、６００ｎｍ付近、および７５０ｎｍ付近で極小値（谷部）となるようなスペクトルが得られる。
【００４２】
＜第３工程＞
次に、ＳＯＩウェーハ１０に活性層１側から光（プローブ光）を照射して、ＳＯＩウェーハ１０から得られる反射光の実測強度を測定する。
【００４３】
＜第４工程＞
次に、前記理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と前記実測強度とを比較して、以下のようにして、活性層１の厚さｄ１を算出する。
まず、ＳＯＩウェーハ１０への照射光の波長域を一定間隔で分割するサンプリング波長を設定する。
次に、各サンプリング波長で、活性層１の厚さｄ１を変数とした前記理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と前記実測強度との差分を２乗して重み係数を乗じた値を、前記照射光の全波長域で加算した残差２乗和δ（λ、ｄ１）を算出する。
【００４４】
残差２乗和δ（λ、ｄ１）は、式（６）により導かれる。ここで、Ｍ（λ、ｄ１）は、前記実測強度である。また、ｗ（λ、ｄ１）は重み係数である。式（７）に示すように、重み係数ｗ（λ、ｄ１）は理論強度Ｒ（λ、ｄ１）の逆数である。
【００４５】
【数６】
2010192700.tif 000008
【００４６】
【数７】
2010192700.tif 000009
【００４７】
最後に、残差２乗和δ（λ、ｄ１）が最小となる値から、活性層１３の厚さｄ１を算出する。
【００４８】
なお、重み係数ｗ（λ、ｄ１）は、前記実測強度に対する環境の変動などの影響を除去するための積算因子である。重み係数ｗ（λ、ｄ１）を積算することにより、測定時の照射光の輝度変化や、研磨中の光学系の状態変化により変動する前記実測強度の誤差を低減することができる。
【００４９】
重み係数ｗ（λ、ｄ１）は、波長λと活性層の厚さｄ１との関数であるが、理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と実測強度を比較する波長を選択して、ｗ（λ、ｄ１）を活性層の厚さｄ１の関数とみなすことができる。
たとえば、理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と実測強度を比較する波長として、反射光スペクトルの谷部（最小値）となる波長を選択する。この場合、重み係数ｗ（λ、ｄ１）として１／Ｒ（λ、ｄ１）を選択することにより、反射光スペクトルの谷部に近づくにつれ、理論強度Ｒ（λ、ｄ１）が小さくなる一方、重み係数ｗ（λ、ｄ１）を大きくして，前記実測強度の誤差を低減することができる。これにより、反射光スペクトルの谷部となる波長λで理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と実測強度の値を一致させるようにして、活性層１の厚さｄ１の算出することができる。
【００５０】
なお、重み係数ｗ（λ、ｄ１）は、１／Ｒ（λ、ｄ１）に限定されるものではなく、たとえば、１／｛１−Ｒ（λ、ｄ１）｝としてもよい。これにより、反射光スペクトルの山部となる波長λで理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と実測強度の値を一致させるようにして、活性層１の厚さｄ１の算出することができる。
【００５１】
なお、波長λおよび活性層の厚さｄ１ごとに前記理論強度Ｒ（λ、ｄ１）を算出して、理論強度Ｒ（λ、ｄ１）のテーブルを作成しておくことが好ましい。これにより、理論強度Ｒ（λ、ｄ１）と実測強度との比較を短時間に行って、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１の厚さｄ１の算出を短時間で行うことができる。
【００５２】
ＳＯＩウェーハ１０への照射光の波長域は、３００ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましい。これにより、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１の厚さｄ１の算出を正確に行うことができる。
特に、ＳＯＩウェーハ１０への照射光の波長域として３５０ｎｍ〜４５０ｎｍを用いることにより、活性層１の厚さｄ１の目標値が５ｎｍ〜３００ｎｍの厚さである場合に、活性層１の厚さｄ１の算出をより正確に行うことができる。さらに、ＳＯＩウェーハ１０への照射光の波長域として６５０ｎｍ〜７５０ｎｍを用いることにより、活性層１の厚さｄ１の目標値が０．３μｍ〜１０μｍである場合に、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１の厚さｄ１の算出をより正確に行うことができる。
【００５３】
また、第４工程で活性層１の厚さｄ１を算出した後に、たとえば、反射光スペクトルの谷部の近傍となる波長域で、前記サンプリング波長λの間隔をより短くして、活性層１の厚さｄ１を再度算出することが好ましい。たとえば、１回目のサンプリング波長λの間隔を１０ｎｍとした場合には、２回目のサンプリング間隔を３ｎｍとする。これにより、活性層１の厚さｄ１をより正確に測定することができる。また、活性層１の厚さｄ１の算出に影響の少ない波長域の計算を行うことがなくなり、より短時間に活性層１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００５４】
活性層１の厚さｄ１を算出する工程は２回に限定されるものではなく、２回以上行ってもよい。たとえば、１回目のサンプリング波長λの間隔を１０ｎｍとし、２回目のサンプリング波長λの間隔を５ｎｍとし、３回目のサンプリング波長λの間隔は１ｎｍとする。このように前記サンプリング波長λの間隔を順次短くしつつ複数回活性層１の厚さｄ１を測定することにより、より短時間に活性層１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００５５】
また、活性層１の厚さｄ１を算出する工程（第４工程）だけでなく、ＳＯＩウェーハ１０に活性層１側から光を照射して、ＳＯＩウェーハ１０から得られる反射光の実測強度を測定する工程（第３工程）で、測定波長λの間隔を長くして、たとえば、反射光スペクトルの谷部の近傍となる波長域を特定した後に、前記波長域で、再度、前記測定波長λの間隔を短くして、反射光の実測強度を測定してもよい。これにより、より短時間に活性層１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００５６】
反射光の実測強度を測定する工程も２回に限定されるものではなく、２回以上行ってもよい。たとえば、１回目の測定波長の間隔を１０ｎｍとし、２回目の測定波長の間隔を５ｎｍとし、３回目の測定波長の間隔は１ｎｍとする。このように前記測定波長λの間隔を順次短くしつつ複数回反射光の実測強度を測定することにより、より短時間に活性層１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００５７】
また、前記第３工程で、ＳＯＩウェーハ１０に活性層１側から光（プローブ光）を照射する際に、前記照射光をＳＯＩウェーハ１０の活性層１の基板と反対側の面１ａ全面あるいは面内厚み分布認識可能な程度に分布する部分を走査するように照射して、反射光の実測強度を測定してもよい。これにより、活性層１の活性層１の厚さｄ１の面内分布を算出して、活性層１の平坦度を算出することができる。ここで、面内厚み分布認識可能な程度に分布する部分とは、算出した活性層１の活性層１の厚さｄ１の面内分布がウェーハ全面において製品特性指標として利用可能な程度に濃度を有するように測定すればよく、例えば、ウェーハ全面で中心位置と周縁部４点、あるいは、研磨時に移動するウェーハにおいて定盤側の所定の位置において例えば２秒から４５秒とされる一定時間ごとに通過するウェーハの点を測定する、あるいは、１ｃｍ２に測定点１個所程度として設定することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、３層構造体としてＳＯＩウェーハを用いたがこれに限られるものではなく、多重反射を行う界面が３面備えられている３つの光透過層を有する構造体であればよい。
また、たとえば、５層構造体のような多層構造体であっても、多重反射による反射光が３重構造体からなる部分が支配的である場合には、本実施形態の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いることができる。
【００５９】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第１の光透過層３と、第１の光透過層３の一面３ａに形成された第２の光透過層２と、第２の光透過層２の第１の光透過層３と反対側の面２ａに形成された第３の光透過層１とからなる３層構造体（ＳＯＩウェーハ）１０へ第３の光透過層１側から光を照射したときに３層構造体１０から得られる反射光の理論強度を計算する工程と、３層構造体１０に第３の光透過層１側から光を照射して、３層構造体１０から得られる反射光の実測強度を測定する工程と、前記理論強度と前記実測強度とを比較して第３の光透過層１の厚さｄ１を算出する工程と、を有する構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６０】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、前記理論強度を計算する工程の前に、第２の光透過層２の厚さｄ２を測定する構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６１】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第２の光透過層２の厚さｄ２の測定が、エリプソメーターで行われる構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６２】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、３層構造体への照射光の波長域を一定間隔で分割するサンプリング波長で、前記理論強度と前記実測強度との差分を２乗して重み係数を乗じた値を、前記照射光の全波長域で加算した残差２乗和が最小となる値から、第３の光透過層１の厚さｄ１を算出する構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６３】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、重み係数が理論強度の逆数である構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６４】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第３の光透過層１の厚さｄ１を算出した後に、前記サンプリング波長の間隔をより短くして、第３の光透過層１の厚さｄ１を再度算出する工程と、を有する構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を、より短時間に正確に算出することができる。
【００６５】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第３の光透過層１の厚さｄ１を再度算出する工程を２回以上繰り返す構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を、より短時間に正確に算出することができる。
【００６６】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第３の光透過層の全面を走査するように光を照射する構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。また、活性層１の活性層１の厚さｄ１の面内分布を算出して、活性層１の平坦度を算出することができる。
【００６７】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、３層構造体への照射光の波長域が３００〜８００ｎｍある構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００６８】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、３層構造体への照射光の波長域が３５０〜４５０ｎｍである構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１をより正確に算出することができる。
【００６９】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、３層構造体への照射光の波長域が６５０〜７５０ｎｍである構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１をより正確に算出することができる。
【００７０】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、第１の光透過層が基板３であり、第２の光透過層が絶縁膜層２であり、第３の光透過層が活性層１であり、３層構造体がＳＯＩウェーハ１０である構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００７１】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、絶縁膜層２が酸化膜からなる構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００７２】
本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法は、活性層１がシリコン膜からなる構成なので、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０の活性層（第３の光透過層）１の厚さｄ１を正確に算出することができる。
【００７３】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法について、研磨により活性層１の薄膜化を行う場合を一例にして説明する。
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、ＳＯＩウェーハの活性層を研磨により薄膜化する工程と、本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて活性層の厚さを算出する工程と、を有する。本実施形態では、活性層を薄膜化する工程と、活性層の厚さの算出工程とを同時に行う場合について説明する。
【００７４】
まず、基板３と、基板３の一面３ａに形成された酸化膜からなる絶縁膜層２と、絶縁膜層２の一面２ａに形成された活性層１とからなるＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０を用意し、エリプソメーターで絶縁膜層２の厚さを測定する。
【００７５】
次に、ＳＯＩウェーハ（３層構造体）１０をウェーハ研磨装置のウェーハ保持部１２に取り付ける。
図３は、ウェーハ研磨装置の一例を示す断面概略図である。図３に示すように、ウェーハ研磨装置１００は、略円盤状の研磨定盤１１と、研磨定盤１１上に配置された研磨パッド１４と、研磨定盤１１の上方に配置されたウェーハ保持部１２と、研磨定盤１１の下側に配置されたレンズ部１５と、レンズ部１５に接続されたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）部１６と、を有している。
【００７６】
図３に示すように、ＳＯＩウェーハ１０は、活性層１が研磨パッド１４側となるようとともに、研磨定盤１１と接触せず測定可能な部分を有するように配置する。そして、研磨定盤１１と接触していない被測定部分に、レンズ部１５からの光を照射して、その反射光を、再びレンズ部１５で受光することができるようにレンズ部１５の位置を調整する。
【００７７】
次に、ＳＯＩウェーハ１０の研磨定盤１１と接触していない被測定部分に、レンズ部１５からの光を照射するとともに、ＳＯＩウェーハ１０からの反射光をレンズ部１５で受光する。
なお、レンズ部１５には、図示略の光照射部（光源）と、光受光部（モノクロメーター）とが備えられており、光照射部から任意の波長の光を任意の方向へ光を照射できるとともに、光受光部で、ＳＯＩウェーハ１０からの反射光を受光し、反射光強度強度（実測強度）を測定できる。
【００７８】
次に、レンズ部１５に接続されたＰＣ部１６で、本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、反射光強度（実測強度）と理論強度とから、活性層１の厚さｄ１（算出値）を正確に算出する。
【００７９】
次に、前記算出値をフィードバックして、ウェーハ保持部１２および研磨定盤１１の回転速度、ウェーハ保持部１２の研磨加工圧、研磨剤供給機構１７からの研磨剤の添加量およびＳＯＩウェーハ１０の近傍の温度環境などを設定する。
次に、ウェーハ研磨装置１００の研磨定盤１１上に配置された研磨パッド１４上に、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１を押圧させた状態で、研磨定盤１１および／またはウェーハ保持部１２を回転させて活性層１を研磨する。
【００８０】
なお、ウェーハ保持部１２は研磨定盤１１の盤面に垂直な方向に移動自在とされており、ウェーハ保持部１２に取り付けたＳＯＩウェーハ１０を、任意の圧力（研磨加工圧）で研磨パッド１４へ押し付けることができる構成とされている。また、研磨定盤１１およびウェーハ保持部１２は、回転軸１８、１９の回りに、それぞれ任意の回転速度で任意の方向に回転させることができる。さらにまた、研磨定盤１１の上方には、研磨剤供給機構１７が設置されており、活性層１と研磨パッド１４との間に所定の量の研磨剤を導入することができる。これにより、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１を所定の深さまで研磨することができる。
【００８１】
前記研磨中に、本発明の実施形態である３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、活性層１の厚さｄ１（算出値）を正確に算出することを繰り返すとともに、前記算出値を絶えずフィードバックして、ウェーハ保持部１２および研磨定盤１１の回転速度、上部ウェーハ保持部１４の研磨加工圧、研磨剤の添加量およびＳＯＩウェーハ１０の近傍の温度環境などの条件を絶えず再設定して、研磨を続ける。このように活性層１の薄膜化と活性層１の厚さｄ１の算出を同時に行うことにより、活性層１の厚さを正確に目標の厚さとすることができるとともに、ＳＯＩウェーハ１０の製造を短時間で行うことができる。
なお、ＰＣ部１６には、活性層１の厚さｄ１の算出値が目標値となったときに、前記研磨工程をストップするよう判定する薄膜化自動終了判定工程をおこなうための自動終了機構が備えられている。これにより、研磨工程が終了する。
【００８２】
なお、本実施形態では、ＳＯＩウェーハ１０の研磨定盤１１と接触していない被測定部分に光を照射する構成としたが、具体的には薄膜化処理中に研磨定盤１１からＳＯＩウェーハ１０がはみ出す時間を間欠的（周期的）に有する薄膜化（研磨）処理をおこなうとともにこのような装置構造とすることができる。また、本実施形態は、このような構成に限られるものではなく、たとえば、研磨定盤１１および研磨パッド１４に、任意の大きさの開口部を設け、前記開口部から露出されたＳＯＩウェーハ１０の活性層１にレンズ部１５から光を照射して薄膜化（研磨）処理中に連続的に活性層１の薄膜化と活性層１の厚さｄ１の算出を同時に行うことができる。前記開口部に対してウェーハ面内の測定点が所定の分布をなすように薄膜化（研磨）処理中におけるＳＯＩウェーハ１０と研磨定盤１１との相対位置（軌跡）を為すように薄膜化（研磨）処理での設定をおこなうことも可能である。
【００８３】
また、本実施形態では、活性層１の薄膜化と活性層１の厚さｄ１の算出を同時に行ったが、別々に交互に実施してもよい。
さらに、活性層１の薄膜化工程としては、活性層１を薄膜化できる工程であれば限定されず、たとえば、ドライエッチングまたはウェットエッチングなどのエッチング工程を用いてもよい。
【００８４】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、基板３と、基板３の一面３ａに形成された絶縁膜層２と、絶縁膜層２の基板と反対側の面２ａに形成された活性層１とからなるＳＯＩウェーハ１０の活性層１を薄膜化する工程と、先に記載の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて、ＳＯＩウェーハ１０の活性層１の厚さｄ１を算出する工程と、を有する構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行うことでリアルタイムに層厚の測定をおこないながら薄膜化（研磨あるいはエッチング）処理をすることによって、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００８５】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、活性層１の薄膜化と活性層１の厚さｄ１の算出を同時に行う構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００８６】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、活性層１の薄膜化が研磨により行われる構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００８７】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、研磨定盤１１と、ウェーハ保持部１２とを有するウェーハ研磨装置１００のウェーハ保持部１２に保持したＳＯＩウェーハ１０の活性層１を、研磨定盤１１上に配置された研磨パッド１４上に押圧させた状態で、研磨定盤１１および／またはウェーハ保持部１２を回転させて活性層１を研磨する構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００８８】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、活性層１と研磨パッド１４との間に研磨剤を導入する構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００８９】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、活性層１の薄膜化がエッチングにより行われる構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００９０】
本発明の実施形態であるＳＯＩウェーハの製造方法は、活性層１の厚さｄ１の算出値が目標値となった時点で、活性層１を薄膜化する工程を終了するよう判定する薄膜化自動終了判定工程を有している構成なので、活性層１の厚さｄ１を正確に算出しながら活性層１の薄膜化を行って、活性層１を所望の厚さとしたＳＯＩウェーハ１０を効率よく製造することができる。
【００９１】
さらに本実施形態において、薄膜化処理として研磨を選択した場合には研磨液、エッチングの場合にはエッチング液とされる処理液の層をさらにもう一層積層した４層構造として同様にモデル化し、その影響をも含めてより正確な膜厚測定をおこなうことが可能である。この場合には、それぞれの液が光透過層と見なせる状態であることが必要である。
【実施例】
【００９２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
まず、所定の条件で作製したＳＯＩウェーハ（実施例１サンプル）を用意した。
次に、ＳＯＩウェーハ（実施例１サンプル）の酸化膜層（ＢＯＸ層）の膜厚ｄ２をエリプソメーターで測定した。前記酸化膜層の厚さｄ２は、１５２ｎｍであった。
次に、ウェーハ研磨装置にＳＯＩウェーハ（実施例１サンプル）をセットして、約φ１ｍｍの範囲（測定視野）に４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域の光を照射した。このとき得られた反射光の実測強度と、本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて得られた理論強度とから、活性層の厚さｄ１（算出値）を算出した。前記算出値は３６．７ｎｍであった。
最後に、エリプソメーターで、ＳＯＩウェーハ（実施例１サンプル）の活性層の厚さｄ１（実測値）を測定した。前記実測値は３６．８ｎｍであった。
【００９３】
（実施例２〜７）
活性層の膜厚を変えるように条件を変えて作製したほかは実施例１と同様にして、ＳＯＩウェーハ（実施例２〜７サンプル）を用意した。
次に、ＳＯＩウェーハ（実施例２〜７サンプル）の酸化膜層の膜厚ｄ２をエリプソメーターで測定した。酸化膜層の厚さｄ２はどれも１５２ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、ＳＯＩウェーハ（実施例２〜７サンプル）に光を照射した。このとき得られた反射光の実測強度と、本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて得られた理論強度とから、活性層の厚さｄ１（算出値）を算出した。
最後に、エリプソメーターで、ＳＯＩウェーハ（実施例２〜７サンプル）の活性層の厚さｄ１（実測値）を測定した。
【００９４】
ＳＯＩウェーハ（実施例１〜７サンプル）の活性層の厚さｄ１の算出値と実測値について表１にまとめた。算出値と測定値の誤差は最大で１．８ｎｍであり、精度よく、活性層厚さｄ１を算出することができた。
【００９５】
【表１】
2010192700.tif 000010
【００９６】
（実施例８）
活性層の膜厚を変えるように作製したほかは実施例１と同様にして、ＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）を作製した。
次に、ＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）の酸化膜層の膜厚ｄ２をエリプソメーターで測定した。前記酸化膜層の厚さは１５２ｎｍであった。
【００９７】
次に、ウェーハ研磨装置にＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）をセットして、所定の圧力を印加して活性層を研磨しながら、約φ１ｍｍの範囲（測定視野）に４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域の光を照射した。
【００９８】
このとき、一定のサンプリング時間ごとに反射光の実測強度を測定して、ＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）の所定の位置の反射光の実測強度が得られるようにした。その反射光の実測強度と、本発明の３層構造体の第３の光透過層の厚さの算出方法を用いて得られた理論強度とから、ＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）の所定の位置の活性層の厚さｄ１（算出値）を算出した。この測定を約２００回繰り返した。
【００９９】
図４は、反射光（実測強度）の測定回数と活性層厚さｄ１（算出値）との関係を示すグラフである。図４に示すように、活性層の厚さｄ１（算出値）は研磨前の値が２７０ｎｍであり、一定のサンプリング時間ごとに一定の割合で活性層が研磨された。そして、最終的な活性層の厚さｄ１（算出値）は８１ｎｍとなった。
【０１００】
次に、エリプソメーターで、ＳＯＩウェーハ（実施例８サンプル）の活性層の厚さｄ１（実測値）を測定した。前記実測値は７７５Åであった。約２００回の研磨工程を行って、算出値と実測値の誤差は３５Åとなり、活性層の厚さｄ１を精度よく算出することができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、３層構造体の第３の光透過層の厚さを正確に算出する方法および活性層の厚さを正確に算出しながら前記活性層の薄膜化を行うＳＯＩウェーハの製造方法に関するものであって、ＳＯＩウェーハを製造・利用する産業において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１０２】
０…空気層、１…第３の光透過層（活性層）、１ａ…基板と反対側の面、２…第２の光透過層（絶縁膜層（酸化膜層））、２ａ…基板と反対側の面、３…第１の光透過層（基板）、３ａ…一面、１０…３層構造体（ＳＯＩウェーハ）、１１…研磨定盤、１２…ウェーハ保持部、１４…研磨パッド、１５…レンズ部、１６…ＰＣ部、１７…研磨材供給装置、１８、１９…回転軸、１００…ウェーハ研磨装置。
【図１】
2010192700.tif 000011
【図２】
2010192700.tif 000012
【図３】
2010192700.tif 000013
【図４】
2010192700.tif 000014