【事件の表示】
　特許第２９１４００９号「ＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法」の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９１４００９号の請求項１〜３に係る特許を維持する。
【理　由】
［１］手続の経緯　
　本件特許第２９１４００９号（平成４年４月２８日出願、平成１１年４月１６日設定登録）は、異議申立人山崎理恵子により特許異議の申立てがなされ、平成１２年９月２６日に取消理由を通知し、同日付で訂正請求がされたものである。
　
［２］訂正の適否についての判断
（１）訂正事項
（１−１）特許請求の範囲の請求項１に記載の「誘導体基板上に」を、「誘電体基板上に」と訂正するとともに、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」を、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」と訂正する。
（１−２）明細書の段落【０００９】の「エピタキシャル層６と支持基板層７と界面ｇ」を、「エピタキシャル層６と支持基盤層７との界面ｇ」と訂正する。
（１−３）明細書の段落【００１３】の「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」を、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無、及び拡張・変更の存否
（２−１）上記訂正事項（１−１）は、「誘導体」を「誘電体」と訂正するとともに、選出すべき極小ピークを、「最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピーク」に限定するものであり、誤記の訂正及び特許請求の範囲の減縮に該当する。
（２−２）上記訂正事項（１−２）は、「支持基板層７と」を「支持基板層７との」と訂正するものであり、誤記の訂正に該当する。
（２−３）上記訂正事項（１−３）は、明細書の段落【００１３】の記載を特許請求の範囲の記載に整合させるためのものであり、明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
　そして、上記訂正事項（１−１）〜（１−３）は、いずれも願書に添付した明細書または図面（以下、「特許明細書」という。）に記載した事項の範囲内であり、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、変更するものでもない。
　
（３）独立特許要件
　訂正明細書の請求項１〜３に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
（４）まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項、及び第３項で準用する同法第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
［３］異議申立てについて
（１）本件発明
　上記訂正明細書の請求項１〜３に係る発明（以下、「本件発明１〜３」という。）は、それぞれ特許請求の範囲の請求項１〜３に記載された、以下のとおりのものである。
　「【請求項１】　誘電体基板上に単結晶薄膜を接合して成るＳＯＩ基板における前記単結晶薄膜の膜厚をフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定する方法であって、マイケルソン干渉計を構成する固定鏡と移動鏡との光路差を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して光路差−反射赤外光強度曲線を得、この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出し、その極小ピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求めることを特徴とするＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。
【請求項２】　前記ＳＯＩ基板は、誘電体基板としてその表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに別の単結晶シリコンウエーハＢを接合した後、ウエーハＢの露出表面を薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。
【請求項３】　前記ＳＯＩ基板は、支持基板として単結晶若しくは多結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに、その表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＢを接合した後、ウエーハＢを、これの露出表面の酸化膜を除去して単結晶面を露出させた後、薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。」
　
（２）異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人山崎理恵子は、証拠として
甲第１号証：特許第２８５５９６４号公報
甲第２号証：ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭＦ９５−７６、１９７６年発行
甲第３号証：米国特許第４５５５７６７号明細書、１９８５年１１月２６日発行
甲第４号証：「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」、
Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．１９９０年発行、第６章、第２８５頁〜第３４９頁
甲第５号証：「Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　”　Ｗｈｉｔｅ−Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｇａｕｇｅ”」Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．９，１９７２年９月発行、第１９０７頁〜第１９１５頁
甲第６号証：「ＴＨＥ　ＢＩＯ−ＲＡＤ　ＦＴ−ＩＲ：ＦＴＧ−１２Ｊ」パンフレット　　
を提示して、次の理由１〜３により本件発明１〜３に係る特許を取り消すべき旨主張する。
　
理由１
　本件特許明細書に記載不備があるから、本件特許に係る出願は特許法第３６条第４項〜第６項に規定する要件を満たしていない。
理由２
　本件発明１〜３は、本件と同日に出願された甲第１号証に係る特許第２８５５９６４号の発明と同一であるから、同法第３９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
理由３
　本件発明１〜３は、甲第２号証〜甲第６号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、同法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
　
（３）甲各号証の記載事項
　特許異議申立人が提示した甲各号証にはそれぞれ以下の事項が記載されている。
　
（３−１）甲第１号証は、本件特権者により同日に出願されたものであって、この甲第１号証に記載された発明は、ＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法に関するのものであり、
ア）特許請求の範囲の請求項１には、
　「誘電体側にドーパント濃度１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度ドープ層を有する単結晶薄膜を誘電体基板上に接合して成るＳＯＩ基板における前記単結晶薄膜の膜厚をフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定する方法であって、マイケルソン干渉計を構成する固定鏡と移動鏡との光路差△を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して得られる光路差−反射赤外光強度曲線ｆ（△）を余弦フーリエ変換及び逆変換して得られる曲線Ｃｆ（△）と、同曲線ｆ（△）を正弦フーリエ変換及び逆変換して得られる曲線Ｓｆ（△）とを合成して得られる曲線Ｙ（△）：
Ｙ（△）＝√（Ｃｆ（△）２＋Ｓｆ（△）２）
において、単結晶薄膜厚に対応する光路差領域に存在する複数のピークの内、光路差の絶対値が最も小さいピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求めることを特徴とするＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。」と記載されている。
イ）特許請求の範囲の請求項２には、
　「前記ＳＯＩ基板は、誘電体基板としてその表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに、ドーパント濃度１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度ドープ層を有する別の単結晶シリコンウエーハＢを高濃度ドープ層側で接合し、ウエーハＢの露出表面側を薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。」と記載されている。
ウ）特許請求の範囲の請求項３には、
　「前記ＳＯＩ基板は、誘電体基板として単結晶若しくは多結晶シリコンウエーハＡを用い、その表面の一方にドーバント濃度１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度ドープ層を有する別の単結晶シリコンウエーハＢに酸化膜を形成した後、該ウエーハＢの高濃度ドープ層側を前記ウエーハＡに接合し、ウエーハＢを、これの露出表面の酸化膜を除去して単結晶面を露出させた後、薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。」と記載されている。
　
（３−２）甲第２号証に記載された発明は、赤外反射によるＳｉ基板上のＳｉエピタキシャル層の厚さの標準試験方法に関するものであり、以下の事項が記載されている。
エ）４頁左欄最下行〜右欄３行には、半導体のエピタキシャル層厚の高速測定のために、フーリエ変換分光法を使用した自動試験システムが利用可能であることが記載されている。
　
（３−３）甲第３号証に記載された発明は、赤外反射によるエピタキシャル層の厚さの測定方法に関するものであり、
オ）第１欄第３１行〜第６３行には、スペクトル反射方法における反射スペクトルの測定に基づく厚さの計算法としてＡＳＴＭの標準試験方法Ｆ９５が例示され、また、マイケルソン干渉計等の干渉計を用いて作成されたインターフェログラムは、干渉計の鏡の位置移動の結果として生じた、中央のバースト又はピークと、二つのサイド・バースト又はピークとを含むこと、バースト又はピーク二つに対応する二つの位置の間の鏡の移動の程度は、エピ厚に比例すること、実際の実施においては、二重フーリエ変換及び他の数学上の操作が行なわれて理想的なインターフェログラムが作られ、このインターフェログラムから、サイド・ピーク間の鏡の移動の関数として、厚さが計算されることが記載されている。
　
（３−４）甲第４号証に記載された発明は、マイケルソン干渉計を用いたフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）によるエピタキシャル層の厚さの測定方法に関するものであり、
カ）Ｆｉｇ．２７には、エピタキシャル層を有するサンプルに対してＦＴ−ＩＲ設備によるエピタキシャル層の厚さ測定の概略図が示され、Ｆｉｇ．２８やＦｉｇ．２９には（ｎ／ｎ＋）シリコンエピタキシャル層についてのサイド・バーストを有するインターフェログラムが示されている。
　第３３５頁下から第９行〜第３３６頁第３行には、これらのサイド・バーストは、（マイケルソン干渉計の）移動鏡の等価の位置に対して生ずること、より具体的には、これらサイド・バーストの位置の各々において、移動鏡は、エピ−基板界面で反射されるまでにエピ中を通って赤外光が進んだ距離の二倍に対応する距離だけ、ゼロ遅延点から離れた点に位置していること、及び移動鏡の位置は、Ｈｅ−Ｎｅレーザー（大部分の　ＦＴ−ＩＲ装置で、インターフェログラムの測定の補助をするために使用されている）の干渉縞をカウントすることによって正確に計算できるので、エピタキシャル厚は、サイド・バーストの位置から容易に計算できることが記載されている。
　第３４１頁第７行〜第９行には、ＦＴ−ＩＲによる反射測定は、世界中の半導体のエピタキシャル厚の測定のための、高速で定型的な手段として用いることができることが記載されている。
　さらに、Ｆｉｇ．３１には、砒素でドープした基板上のエピ厚の測定において、基板の不純物量の変化に伴うサイド・バースト・プロファイル中の測定点の変更に注意する必要がある旨が記載されている。
　
（３−５）甲第５号証に記載された発明は、白色光干渉厚さゲージに関するものであり、
キ）第１９０８頁右欄下から第１２行〜第１９０９頁左欄第３行（「１１．Ｃ」欄）及びＦｉｇ．４には、この白色光干渉厚さゲージによる透明フイルムの厚さ測定方法はマイケルソン干渉計を用いるものであることが記載されている。
　第１９１０頁右欄第１行〜第１５行（「１１．Ｅ」欄）には、白色光干渉厚さゲージであるＩゲージは不透明又は透明基板上の透明被膜厚さの測定に適用され、被膜と基板との界面において反射率に有意差がある限り、単層及び多層被膜を検出し得ること、およびＦｉｇ．６には透明基板上の単層被膜としての透明被膜フイルムのインターフェログラムの例が示され、「鏡の距離」が０の位置にあるバーストとそれに最も近いサイド・バーストとの距離に被膜が対応していることが示唆されている。
　第１９１４頁右欄第１０行〜第２８行（「１１１．Ｃ」欄）には、半導体エピタキシャル層の自動測定のための装置として、Ｄｉｇｉｌａｂ　ＦＴＧ−１２システムがあることが記載されている。
　
（３−６）　甲第６号証は、ＢＩＯ−ＲＡＤのパンフレットであり、新ＦＴ−ＩＲ装置としてのＦＴＧ−１２Ｊの仕様について記載されている。
　
（４）当審の判断
（４−１）理由１について
　特許異議申立人が理由１の根拠として挙げているのは、以下のとおりである。
　
１）本件特許明細書の発明の詳細な説明には、本件発明の構成要件である「極小ピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求める」方法の開示がない。より詳細に述べると、極小ピークの光路差の値から単結晶薄膜の膜厚を導く計算式について開示も示唆もないから、当業者が容易にその実施をすることができる程度に、その発明の構成が記載されているとはいえない。
　
２）本件特許明細書の段落【００１５】の下から第２行〜下から第１行には、本件発明の方法では、厚さ１〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を測定することができる旨が記載され、また、同段落【００２４】の下から第２行〜下から第１行には、最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピークの内で光路差の絶対値が最も小さいピークの位置をコンピュータのＣＲＴに表示する旨が記載されているが、特許請求の範囲には、このような測定対象及び選択すべきピークについての特定はないから、特許を受けようとする発明が詳細な説明に記載したものであるとはいえず、かつ、特許請求の範囲に特許を受けようとする発明の構成に欠くことができない事項のみが記載されているとはいえない。
　
　そこで、訂正後の訂正明細書について検討すると、
上記１）について
　マイケルソン干渉計の光路差と反射赤外光強度との関係は実測および数式ないし近似式のいずれでも求め得ること（本件訂正明細書の段落【００２７】〜【００３３】参照）、かつ、その関係である光路差−反射赤外光強度曲線における複数の極小ピークの内、光路差の最も小さい極小ピークの光路差が「単結晶薄膜の膜厚」である「ＳＯＩ膜厚」に対応している、という結論に導かれたこと（同段落【００３３】参照）が本件訂正明細書に記載されている以上、前記「極小ピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求める」方法はかかる記載において実質的に示されているといえる。
　また、特許異議申立人が上記１）述べている計算式については、極小ピークの光路差の値と単結晶薄膜の膜厚の値との対応関係結果に基づいて実証的に当業者が適宜に導出し得る程度のことにすぎないものである。
　
上記２）について
　訂正明細書の段落【００１５】における、厚さ１〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を測定することができる旨の記載は、本件発明の効果に該当するものであって発明の構成についての記載ではないから、かかる膜厚範囲を特許請求の範囲に記載しなければ、発明の構成に欠くことができない事項のみが記載されているとはいえない、とすることはできない。
　次に、同段落【００２４】に記載された、「最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピーク」が、本件発明の目的を達成する上での選択すべき「極小ピーク」の必須の要件であると見なされることについては、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１において、「極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出」すると訂正されたため、上記２）の点についても理由はなくなった。
　
　したがって、特許異議申立人の理由１に基づく主張は理由がなく、採用することはできない。
　
（４−２）理由２について
１）本件発明１の場合
　本件発明１と甲第１号証の請求項１に記載の発明（記載事項ア）参照）とを対比すると、両者は次の点Ａ，Ｂで相違する。
　
Ａ．　ＳＯＩ基板における前記単結晶薄膜の膜厚をフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定する方法において、
　本件発明１は、誘電体基板上に単結晶薄膜を接合するのに対して、甲第１号証の請求項１に記載された発明は、誘電体側にドーバント濃度１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度ドープ層を有する単結晶薄膜を誘電体基板上に接合するものである点。　
Ｂ．　単結晶薄膜の膜厚を求めるために、
　本件発明１は、マイケルソン干渉計を構成する固定鏡と移動鏡との光路差を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して光路差−反射赤外光強度曲線を得、この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し、その極小ピークの光路差から膜厚を求めるのに対して、甲第１号証の請求項１に記載の発明は、前記の光路差−反射赤外光強度曲線ｆ（△）を余弦フーリエ変換及び逆変換して得られる曲線Ｃｆ（△）と、同曲線ｆ（△）を正弦フーリエ変換及び逆変換して得られる曲線Ｓｆ（△）とを合成して得られる曲線Ｙ（△）：
　Ｙ（△）＝√（Ｃｆ（△）２＋Ｓｆ（△）２）
において、単結晶薄膜厚に対応する光路差領域に存在する複数のピークの内、光路差の絶対値が最も小さいピークの光路差から膜厚を求める点。
　
　そこで、前記の相違点Ａ、Ｂについて検討すると、一般に不純物濃度の高いシリコン層では赤外光は吸収され易くなるため、前記単結晶薄膜中の高不純物濃度層の存在の有・無により、赤外光の吸収程度に差が生じるものである。
　そして、相違点Ａに示すように、高不純物濃度層が存在しない本件発明１とは異なり、甲第１号証の請求項１に記載の発明は、前記高濃度ドープ層の存在により、赤外光の吸収の影響を無視できず、そのため相違点Ｂに示す前記の合成曲線Ｙ（△）によらなければ正確な膜厚を求めることができないとの観点から発明がなされたものである（甲第１号証の段落【００１６】、【００２０】参照）。
　してみると、前記の相違点Ａ、Ｂは、上記のような技術的意味を有するものであって、単なる構成の相違と到底云えない実質的な相違であるから、両発明を同一とすることはできない。
　
２）本件発明２及び３の場合
　本件発明２及び３は、それぞれ本件発明１を引用し、さらにＳＯＩ基板の構成を限定したものであり、一方、甲第１号証の請求項２及び３に記載の発明は、それぞれ同請求項１を引用し、さらにＳＯＩ基板の構成を限定したものであって、本件発明２及び３のＳＯＩ基板の構成と甲第１号証の請求項２及び３のＳＯＩ基板の構成とが仮に同一であるとしても、前記と同じ理由により本件発明２及び３は、甲第１号証の請求項２及び３に記載の発明とそれぞれ同一であるとすることはできない。
　
　したがって、特許異議申立人の理由２に基づく主張は採用できない。
　
（４−３）理由３について
１）本件発明１の場合
　本件発明１と甲第２〜６号証に記載のものとを、以下、対比・検討する。　甲第２号証に記載のものは、シリコン単結晶薄膜の膜厚をフーリエ変換赤外分光計を用いて測定する点で、甲第３号証に記載のものは、マイケルソン干渉計の鏡の位置移動により得られる干渉光を基板上に照射して中央のバーストと二つのサイド・バーストとを含むインターフェログラムを得る点、及びこのサイドバーストの位置に関係してエピ厚を求める点で、甲第４号証に記載のものは、基板上のエピタキシャル層の膜厚をフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定する方法であって、マイケルソン干渉計の移動鏡の位置を計算し、サイド・バーストの位置からエピタキシャル層の膜厚を求める点で、それぞれ本件発明１と共通しているにすぎない。
　さらに、甲第５号証には、透明被膜フィルムの厚さをマイケルソン干渉計を用いた白色光干渉厚さゲージにより測定するものが、また、甲第６号証には、単結晶膜厚の精密分析用のＦＴ−ＩＲとしてＦＴＧ−１２Ｊについての仕様が、それぞれ記載されているにすぎない。しかも、甲第６号証については、本件出願前に頒布されたと認めるに足る根拠が見当たらない。
　そうしてみると、本件発明１の構成要件である、ＳＯＩ基板について、光路差−反射赤外光強度曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し、その極小ピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求めることについては、甲第２〜６号証のいずれにも記載がなく、示唆するところもない。
　そして、本件発明１は前記の構成要件を具備することにより、ＳＯＩ基板において厚さ１μｍ〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を非破壊で高精度に測定することができるという明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１は、甲第２号証〜甲第６号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
２）本件発明２、３の場合
　本件発明２、３は、いずれも本件発明１を引用し、さらに構成を付加、限定したものであるから、前記と同様な理由により、甲第２〜６号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
　したがって、特許異議申立人の理由３に基づく主張は採用できない。
　
［４］むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠によっては、本件発明１〜３に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明１〜３に係る特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してなされたものとは認められない。
　よって、平成６年改正法附則第１４条の規定に基づく平成７年政令第２０５号第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１１月２２日（２０００．１１．２２）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）誤記の訂正及び特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項１に記載の「誘導体基板上に」を、「誘電体基板上に」と訂正するとともに、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」を、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出しと訂正する。
（２）誤記の訂正を目的として、明細書の段落【０００９】の「エピタキシャル層６と支持基板層７と界面ｇ」を、「エピタキシャル層６と支持基盤層７との界面ｇ」と訂正する。
（３）明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の段落【００１３】の「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」を、「この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさをもつピークの内で光路差の絶対値が最も小さいものを選出し」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
ＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　
誘電体
最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピークの内で
　　【請求項２】　前記ＳＯＩ基板は、誘電体基板としてその表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに別の単結晶シリコンウエーハＢを接合した後、ウエーハＢの露出表面を薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。
　　【請求項３】　前記ＳＯＩ基板は、支持基板として単結晶若しくは多結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに、その表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＢを接合した後、ウエーハＢを、これの露出表面の酸化膜を除去して単結晶面を露出させた後、薄層化して得られるものであることを特徴とする請求項１記載のＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、ＳＯＩ基板の単結晶薄膜の膜厚をフーリエ変換赤外線分光光度計を用いて測定する方法に関する。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　従来、誘電体基板上に１μｍ以上の厚さを有する単結晶半導体薄膜を形成する方法としては、単結晶サファイア基板上に単結晶シリコン膜等をエピタキシャル成長させる技術が良く知られているが、この技術においては、誘電体基板と気相成長されるシリコン単結晶との間に格子定数の不一致があるため、シリコン気相成長層に多数の結晶欠陥が発生し、このために該技術は実用性に乏しい。
　　　【０００３】
　そこで、近年、ＳＯＩ（Ｓｉ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造の接合基板（以下、ＳＯＩ基板と称す）が特に注目されるに至った。このＳＯＩ基板は、例えば２枚の単結晶シリコンウエーハの少なくとも一方を酸化処理してそのウエーハの少なくとも一方の表面に酸化膜を形成し、これら２枚のウエーハを前記酸化膜が中間層になるようにして重ね合わせた後、これらを所定温度に加熱して接着し、その一方のウエーハを平面研削した後、更にその表面を研磨してこれを薄膜化して単結晶シリコン薄膜（以下ＳＯＩ膜と称す）とすることによって得られる。
　　　【０００４】
　ところで、斯かるＳＯＩ基板におけるＳＯＩ膜の膜厚は、従来、可視光を用いた分光干渉法によって測定されてきた。
　　　【０００５】
　　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、上記分光干渉法による膜厚測定は膜厚が１０μｍ程度以下のＳＯＩ膜に対しては有効であるが、ＳＯＩ膜の膜厚が前記厚さを超えると、可視光のシリコンヘの吸収の影響で測定が不可能となる。
　　　【０００６】
　一方、膜厚を測定する他の方法としては、フーリエ変換赤外線分光光度計（以下、ＦＴＩＲと称す）を用いる方法（以下、ＦＴＩＲ法と称す）が知られているが、該方法はドーパント濃度が１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度以上のシリコンの支持基板層上に形成されたシリコンエピタキシャル層の厚さの測定に専ら使用されてきた。
　　　【０００７】
　ここで、ＦＴＩＲ法によるシリコンエピタキシャル層の厚さ測定の原理を図７乃至図９に基づいて説明する。尚、図７はＦＴＩＲ法による膜厚測定系の基本構成図、図８は赤外光のシリコンエピタキシャル層での反射の状態を示す図、図９は光路差−反射赤外光強度曲線図である。
　　　【０００８】
　図７に示すように、赤外線発生用ランプ１によって発生した波長２．５〜２５μｍの連続赤外光を、固定鏡２と移動鏡３及びビームスプリッター４で構成されるマイケルソン干渉計を用いて干渉光とし、この干渉光をシリコン基板５上のエピタキシャル層６に照射する。
　　　【０００９】
　ところで、図８に示すように、入射赤外光（マイケルソン干渉光）Ｌのシリコン基板５での反射光Ｒは種々の成分から構成されている。それらの内で主要なものは、エピタキシャル層６の表面ｃで反射して反射光Ｒ１となるものとエピタキシャル層６を透過し、エピタキシャル層６と支持基板層７
との
　　　【００１０】
　而して、上記２つの反射光Ｒ１，Ｒ２は互いに干渉し合うため、その干渉光を解析することによってエピタキシャル層６の厚さを求めることができる。即ち、ここでは詳しい説明は省略するが、入射干渉光を作る前記固定鏡２と移動鏡３（図７参照）が或る特定の光路差を持つ際に、合成された反射光（２つの反射光Ｒ１，Ｒ２を合成したもの）は特異な挙動を示す。つまり、図９に示す光路差−反射赤外光強度曲線上に反射光強度がピーク値を示すサイドバースト（ピーク集合部分）と称される部分が生じ、反射光強度にピークが生じる光路差とエピタキシャル層６の厚さとの間には相関があるため、図９からエピタキシャル層６の厚さを求めることができる。
　　　【００１１】
　而して、本発明者等はＳＯＩ膜の厚さ測定にＦＴＩＲ法を適用するための条件を見い出し、本発明をなすに至ったものである。
　　　【００１２】
　従って、本発明の目的とする処は、従来の可視光分光干渉法では測定不可能であった厚さ１０μｍ以上の領域を含む厚さ１〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を非破壊で高精度に測定することができるＳＯＩ基板における単結晶薄膜の膜厚測定方法を提供することにある。
　　　【００１３】
　　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成すべく本発明は、マイケルソン干渉計を構成する固定鏡と移動鏡との光路差を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して光路差−反射赤外光強度曲線を得、この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から
最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピークの内で
　　　【００１４】
　　【作用】
　ＦＴＩＲによるＳＯＩ膜厚測定法を確立するには、光路差−反射赤外光強度曲線上において出現する反射光強度のピークの内、どの位置（光路差）がＳＯＩ膜厚に対応するのかを明確にする必要がある。
　　　【００１５】
　而して、ＦＴＩＲによるＳＯＩ膜厚測定法において、干渉光の内で重要であるのはＳＯＩ膜表面で反射する光とＳＯＩ膜と酸化膜との界面で反射する光の干渉光であって、この干渉光は光路差の絶対値が最も小さい位置にピークの極小値を示すことが見い出された。このことから、光路差−反射赤外光強度曲線における複数の極小ピークの内、光路差の絶対値の最も小さい極小ピークのその光路差がＳＯＩ膜厚に対応していることがわかり、本発明方法によれば、従来の可視光分光干渉法では測定不可能であった厚さ１０μｍ以上の領域を含む厚さ１〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を非破壊で高精度に測定することができる。
　　　【００１６】
　　【実施例】
　以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
　　　【００１７】
　本発明は図１に示すＳＯＩ基板１１のＳＯＩ膜１２の膜厚測定にＦＴＩＲ法を適用するものであって、マイケルソン干渉計によって得られた干渉光（マイケルソン干渉光）が入射光Ｌとして図１に示すようにＳＯＩ基板１１上に照射される。このとき、図１に示すように入射光（連続赤外光）Ｌは複雑に反射し、複数の反射光Ｒｅ，Ｒｉ，Ｒｎ，Ｒｏ，Ｒｐ，ＲｑとしてＳＯＩ基板１１から出射する。
　　　【００１８】
　即ち、入射光Ｌは先ずＳＯＩ膜１２の表面ｄでその一部が反射して反射光Ｒｅとなり、他の一部は表面ｄでＳＯＩ膜１２へ入射し、ＳＯＩ膜１２と酸化膜（ＳｉＯ２膜）１３との界面９に達し、その一部はそこで反射してＳＯＩ膜１２の表面ｈに達した後、外部へ出射して反射光Ｒｉとなる。
　　　【００１９】
　又、前記界面ｇに達した光の一部は酸化膜１３に入射した後、支持基板層１４との界面ｋで反射し、その一部は支持基板層１４に入射するが、他は界面ｋで反射して酸化膜１３とＳＯＩ膜１２との界面１に至り、その一部はＳＯＩ膜１２を透過して表面ｍに至り、そこから外部に出射して反射光Ｒｎとなる。
　　　【００２０】
　以上３つの反射光Ｒｅ，Ｒｉ，ＲｎがＳＯＩ基板１１における主要な反射光成分となると考えられる。これら以外に、酸化膜１３と支持基板層１４との界面での反射と酸化膜１３とＳＯＩ膜１２との界面での反射を複数回繰り返した後、ＳＯＩ膜１２を透過して外部に出射する高次の反射光Ｒｏ，Ｒｐ，Ｒｑが存在する。ＳＯＩ膜１２と酸化膜１３との界面及び酸化膜１３と支持基板層１４との界面での反射は或る割合で起こるため、これらの高次の反射光Ｒｏ，Ｒｐ，Ｒｑは無視し得ないものとなる。
　　　【００２１】
　その他、ＳＯＩ膜１２の表面ｈで外部に出射しないで反射した光は、ＳＯＩ膜１２の表面ｄでＳＯＩ膜１２を透過した光と同様に、反射と透過を繰り返して様々な反射光成分を発生すると考えられる。尚、これらの反射光成分も強度的には無視し得ないものではあるが、これらはＳＯＩ膜１２中を２往復するため、ＳＯＩ膜１２の厚さが酸化膜１３のそれに比して可成り大きいときには、ＳＯＩ膜１２中を１往復しかしない前記反射光群Ｒ（Ｒｅ〜Ｒｑ）とは分離可能であって、結果的には無視し得る。
　　　【００２２】
　ここで、酸化膜厚が０．２５，０．５，１．０，１．５，２．０，２．５μｍであって、厚さが約３０μｍであると思われるＳＯＩ膜を有するＳＯＩ基板を用いて、入射光における固定鏡と可動鏡の光路差を変えながら反射光強度を測定した結果を図２（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ示す。これらの図においてＳＯＩ膜厚を求める手掛かりとなる反射光強度のピークは認められるが、これらのピークは各々複数存在し、酸化膜厚によってピークの出現の仕方が変化している。
　　　【００２３】
　従って、ＦＴＩＲによるＳＯＩ膜厚測定法を確立するには、光路差−反射赤外光強度曲線上において出現する反射光強度のピークの内、どの位置（光路差）がＳＯＩ膜厚に対応するのかを明確にした上で、測定器がその位置を自動的に読み取ることができるようにする必要がある。
　　　【００２４】
　而して、本発明者等は、ＦＴＩＲのマイケルソン干渉計を構成する固定鏡と可動鏡との光路差を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して求められる光路差−反射赤外光強度曲線において、負のピークの位置及び大きさを全てのサイドバーストについてそれぞれ求めてこれらをコンピュータに記憶させ、最大の極小ピーク値の３０％以上の大きさを持つピークの内で光路差の絶対値が最も小さいピークの位置をコンピュータのＣＲＴに表示するようにした。
　　　【００２５】
　ここで、上記結論に達した理由を以下に説明する。
　　　【００２６】
　本発明者等は、ＳＯＩ膜厚をＦＴＩＲで測定して得られる光路差−反射赤外光強度曲線上に出現するサイドバースト（ピーク点群）を理論的に解析した。この解析に際しては、ＳＯＩ基板に通常のＦＴＩＲ測定器と同等の連続スペクトルを有する赤外光（波長２．５〜２５μｍ）がマイケルソン干渉計を通してＳＯＩ基板に３０°の角度で入射した場合を想定した。
　　　【００２７】
　ところで、一般に強度Ｉ１，Ｉ２，…Ｉｉ，Ｉｊ…Ｉｎのｎ光の合成光の強度Ｉは、Ｉｉ，Ｉｊと２光の位相差δｉｊとで次式のように表わされる。
　　　【００２８】
　【数１】
　而して、マイケルソン干渉計の光路差と反射赤外光強度との関係を考える上では上式の右辺第２項の和のみが重要となる。
　　　【００２９】
　ここで、上式右辺第２項の和を図２（ａ）〜（ｆ）に当てはめて考えてみる。一般に界面における光の反射率は界面をつくる両物資の屈折率で決まり、その屈折率は赤外光の波長によって異なるが、波長２．５〜２５μｍでは窒素（ＦＴＩＲ外気雰囲気）とシリコン基板層との界面で３０％程度、シリコン基板層と酸化膜との界面で０〜３０％（波長依存性が強い）となる。この結果、反射回数の多い光は、その分強度が小さくなる。
　　　【００３０】
　従って、前式の右辺第２項の和は、図１におけるＳＯＩ膜１２の表面ｄでの反射光Ｒｅの強度Ｉｅと但ＳＯＩ膜１２を透過した後に反射する反射光Ｒｉ，Ｒｎ，Ｒｏ，Ｒｐ，Ｒｑの強度Ｉｉ，Ｉｎ，Ｉｏ，Ｉｐ．Ｉｑとの積Ｉｅ・Ｉｉ，Ｉｅ・Ｉｎ，Ｉｅ・Ｉｏ，Ｉｅ・Ｉｐ，Ｉｅ・Ｉｑから成り立っていると近似し得る。
　　　【００３１】
　斯かる近似が成立することを前提としてＳＯＩ膜厚３０μｍ、酸化膜厚１μｍとしてマイケルソン干渉計の光路差と反射赤外光強度との関係を計算した。この計算結果を図３に示すが、これを図４に示すＳＯＩ基板に対する測定結果と比較すると、両者は非常に類似していることがわかる。
　　　【００３２】
　又、図５に前記５組の干渉光ＲｅＲｉ，ＲｅＲｎ，ＲｅＲｏ，ＲｅＲｐ，Ｒｅ，Ｒｑのそれぞれについてのマイケルソン干渉計の光路差と反射赤外光強度との関係を示すが、これによれば干渉光ＲｅＲｉ，ＲｅＲｎ，ＲｅＲｏ，ＲｅＲｐ，Ｒｅ，Ｒｑのそれぞれがピークを持ち、それらが合成されて図３に示す全体の曲線を形成していることがわかる。尚、計算によれば、それぞれの干渉光ＲｅＲｉ，ＲｅＲｎ，ＲｅＲｏ，ＲｅＲｐ，Ｒｅ，Ｒｑのピーク位置はそれぞれのＳＯＩ膜の光学的膜厚に対応している。例えば、干渉光ＲｅＲｉ，ＲｅＲｎ，ＲｅＲｏのピークはそれぞれ（ＳＯＩ膜厚）、（ＳＯＩ膜厚＋酸化膜厚）、（ＳＯＩ膜厚＋酸化膜厚×２）に対応する位置で生ずる。
　　　【００３３】
　ところで、上記干渉光ＲｅＲｉ，ＲｅＲｎ，ＲｅＲｏ，ＲｅＲｐ，Ｒｅ，Ｒｑの内で重要であるのは、ＳＯＩ膜１２の表面ｄで反射する光ＲｅとＳＯＩ膜１２と酸化膜１３との界面ｇで反射する光Ｒｉの干渉光ＲｅＲｉであって、この干渉光ＲｅＲｉは光路差の絶対値が最も小さい位置にピークの極小値を示す。このことから前記結論、即ち、光路差−反射赤外光強度曲線における複数の極小ピークの内、光路差の最も小さい極小ピークのその光路差がＳＯＩ膜厚に対応しているという結論が導かれる。
　　　【００３４】
　ここで、本発明方法による膜厚測定の具体例について述べる。
　　　【００３５】
　被測定対象であるＳＯＩ基板は、単結晶シリコンウエーハに、厚さ１，２，３μｍの３種類の酸化膜を形成した別の単結晶シリコンウエーハを接合し、接合後に別の単結晶シリコンウエーハの露出表面の酸化膜を除去して単結晶面を露出させ、この単結晶面を研削して厚さ５〜３３μｍに薄層化されたＳＯＩ膜を形成することによって得られた。
　　　【００３６】
　而して、上記によって得られたＳＯＩ膜厚及び酸化膜厚の異なる複数枚のＳＯＩ基板についてそのＳＯＩ膜厚を本発明方法によって測定した。その後、各ＳＯＩ基板を劈解し、その断面を走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと称す）で観察することによってＳＯＩ膜厚を測定した。
　　　【００３７】
　図６に本発明方法によって測定されたＳＯＩ膜厚とＳＥＭを用いて測定されたＳＯＩ膜厚との関係を示すが、この図によると、酸化膜厚で層別することなしにオーバーオールで見た場合、両者のデータの相関係数は０．９９９であり、両者には非常に高い相関があることがわかる。このことは、本発明方法の正しさを立証するものであって、本発明方法によれば、酸化膜厚とは無関係に、１μｍ以上のＳＯＩ膜厚を非破壊で高精度に測定し得る。
　　　【００３８】
　尚、ＳＯＩ基板の製造方法としては、誘電体基板として単結晶若しくは多結晶シリコンウエーハＡを用い、該ウエーハＡに、その表面に酸化膜を形成した単結晶シリコンウエーハＢを接合した後、同ウエーハＢの接合部とは反対側面の酸化膜を除去して単結晶面を露出させた後、更にその面を研削、研磨等によって薄層化してＳＯＩ膜とする方法が採られる。
　　　【００３９】
　　【発明の効果】
　以上の説明で明らかな如く、本発明によれば、マイケルソン干渉計を構成する固定鏡と移動鏡との光路差を連続的に変えて得られる干渉光をＳＯＩ基板上に照射して光路差−反射赤外光強度曲線を得、この曲線における複数のサイドバーストの各々に存在する極小ピークの中から光路差の絶対値が最も小さいものを選出し、その極小ピークの光路差から単結晶薄膜の膜厚を求めるようにしたため、厚さ１μｍ〜２００μｍの単結晶薄膜の膜厚を非破壊で高精度に測定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　ＳＯＩ基板における赤外光の反射状態を示す図である。
　　【図２】
　（ａ）〜（ｆ）は酸化膜厚が異なる場合の光路差と反射光強度との関係を示す図である。
　　【図３】
　ＳＯＩ基板に対して理論計算された、光路差と反射光強度とめ関係を示す図である。
　　【図４】
ＳＯＩ基板に対して実測された、光路差と反射光強度との関係を示す図である。
　　【図５】
　図３に示す結果を各干渉光についての光路差と反射光強度との関係に分解した様子を示す図である。
　　【図６】
　ＦＴＩＲ法によって測定されたＳＯＩ膜厚とＳＥＭによって測定されたＳＯＩ膜厚との相関を示す図である。
　　【図７】
　ＦＴＩＲ法によるシリコンエピタキシャル層厚測定系の基本構成図である。
　　【図８】
　赤外光のシリコンエピタキシャル層での反射の状態を示す図である。
　　【図９】
　シリコンエピタキシャル基板における光路差と反射赤外光強度との関係を示す図である。
　　【符号の説明】
　１　　光源
　２　　固定鏡
　３　　移動鏡
　１１　ＳＯＩ基板
　１２　ＳＯＩ膜
　１３　酸化膜
　１４　支持基板層