(57)【要約】【課題】ＳＩＭＯＸウェーハや貼り合わせＳＯＩウェーハの前処理時にパーティクル付着が少なく、光学顕徴鏡などによる自動欠陥カウントに際し、迅速で正確なＨＦ欠陥の評価が可能なＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法の提供。【解決手段】反応容器内にＳＯＩウェーハを収納し、フッ化水素酸溶液を不活性ガスによりバブリングしフッ化水素酸蒸気を発生させて反応容器内に供給してエッチングに使用することで、蒸気中にパーティクルが少ないことよりウェーハに付着するパーティクルも少ない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩウェーハの表面ＳＯＩ層をＨＦ蒸気によりエッチングする前処理を施した後、ＨＦ欠陥を検出し評価するＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法。
【請求項２】
前処理に、ＳＯＩウェーハを収納する反応容器と、フッ化水素酸溶液を不活性ガスによりバブリングしフッ化水素酸蒸気を発生させて反応容器内に供給するＨＦ蒸気発生装置とを用いる請求項１に記載のＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリコンウェーハの表面のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ‐ｏｎ‐Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層上にあるＨＦ欠陥を検出し評価する方法に関し、ウェーハの前処理として基板表面をＨＦ（フッ化水素酸）蒸気処理にてエッチングして、ウェーハヘのパーティクル汚染が少なくＨＦ欠陥を正確に検出するＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン基板上に絶縁分離された薄いシリコン層を形成するＳＯＩウェーハは、そのシリコン層にデバイスを形成して高速動作、低消費電力動作を可能とする。かかるＳＯＩウェーハの主な製造方法としては、酸素イオン注入と高温アニールによりシリコン基板内部に埋め込み酸化膜を形成させたＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  ＯＸｙｇｅｎ）ウェーハと、２枚のシリコンウェーハを熱酸化膜により貼り合わせた後に一方を薄膜化する貼り合わせＳＯＩウェーハの２種類が存在する。
【０００３】
このうちＳＩＭＯＸウェーハは、表面ＳＯＩ層の膜厚均一性が優れておりＬＳＩ動作時の消費電力低減に適したウェーハと考えられ、シリコン基板中に酸素を注入するイオン注入工程と、その後ウェーハを熱処理する高温アニール工程との２工程から製造されている。
【０００４】
前記高温アニール工程では、金属などが原因でシリコンと金属が結びついた欠陥（シリサイド）が発生し、デバイス作成時にデバイスの歩留まりを低下する原因となることが知られている。この欠陥を検出し評価する方法として、欠陥（シリサイド）を溶解させるために評価基板表面のＳＯＩ層をＨＦ洗浄によリエッチングし、その後ウェーハの欠陥部分を光学顕微鏡で全面にわたって観察するＨＦ欠陥評価方法が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記評価方法で知見できるＨＦ欠陥は、デバイスの歩留まりを低下する原因となり、高温アニール工程での発生を極力抑える必要があるとされており、このＨＦ欠陥の検出、評価方法の確立が、ＳＩＭＯＸウェーハの技術開発上重要な要因となっている。
【０００６】
ＨＦ欠陥評価方法としては、基板表面のＳＯＩ層をＨＦ洗浄によりエッチングし、その後ウェーハの欠陥部分を光学顕微鏡や表面検査装置等の自動欠陥カウント装置を利用して観察しているが、エッチング時のウェーハヘのパーティクル汚染が多い問題点がある。
【０００７】
すなわち、ウェーハをＨＦ洗浄すると、洗浄で多数のパーティクルが付着して前記自動欠陥カウント装置によるウェーハの全面観察時に、ＨＦ欠陥とパーティクルとの区別に膨大な時間と労力を要し、迅速で正確なＨＦ欠陥評価ができない問題がある。
【０００８】
この発明は、ＳＩＭＯＸウェーハや貼り合わせＳＯＩウェーハの前処理時にパーティクル付着が少なく、光学顕徴鏡などによる自動欠陥カウントに際し、迅速で正確なＨＦ欠陥の評価が可能なＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、欠陥（シリサイド）を溶解させる際にパーティクル付着が少ない状態でエッチング可能な方法について鋭意検討した結果、ＨＦ（フッ化水素酸）蒸気処理によりＳＯＩ層をエッチングすると、目的が達成できることを知見し、この発明を完成した。
【００１０】
すなわち、この発明は、ＳＯＩウェーハの表面ＳＯＩ層をＨＦ蒸気によりエッチングする前処理を施した後、ＨＦ欠陥を検出し評価することを特徴とするＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法である。
【００１１】
また、この発明は、上記構成の前処理に、ＳＯＩウェーハを収納する反応容器と、フッ化水素酸溶液を不活性ガスによりバブリングしフッ化水素酸蒸気を発生させて反応容器内に供給するＨＦ蒸気発生装置とを用いることを特徴とするＳＯＩウェーハのＨＦ欠陥評価方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
従来のＨＦ洗浄によるエッチングは、溶液エッチングであり、表面自然酸化膜がエッチングされたウェーハ表面が撥水性を呈し、多くのパーティクルが付着するものであった。それに対し、この発明の前処理はフッ化水素酸蒸気をエッチングに使用するエッチング方法であって、蒸気中にパーティクルが少ないことよりウェーハに付着するパーティクルも少ない利点がある。
【００１３】
この発明によるＨＦ欠陥評価方法の前処理について詳述すると、図１に示すエッチング装置は、ＳＯＩウェーハを収納する反応容器と、フッ化水素酸溶液を不活性ガスによりバブリングしフッ化水素酸蒸気を発生させて反応容器内に供給するＨＦ蒸気発生装置とから構成される。
【００１４】
上記装置の構成には、例えば図１に示すごとく、ＨＦ蒸気に対して浸食され難い材質、例えば、フッ素樹脂等からなる反応容器１の側面又は上面に被処理ＳＯＩウェーハｗが出し入れ可能な開閉扉又は蓋２を設け、反応容器１両側面にガス導入口３と排出口４を設け、また反応容器１内に前記ＳＯＩウェーハｗが水平載置するためのステージ５を配置してあり、ステージ５にはウェーハｗを冷却可能な冷却器６を内蔵した構成が採用できる。
【００１５】
ＨＦ蒸気発生装置１０は、密閉可能な薬液容器１１内にフッ化水素酸溶液を収納して、高純度ガス配管１２でＮ２ガスなどの不活性ガスでバブリングしてフッ化水素酸蒸気を発生させ、前記反応容器１の排気口４より吸気ポンプで排気することで、ガス導入口３に接続するガス配管１３にて反応容器１内に供給することができる。
【００１６】
バブリングガスとしては、蒸気中にパーティクルを含ませないために、不活性な高純度ガスが望ましく、例えば露点が−１１０℃以下の窒素、アルゴン又はヘリウムガスなどが採用できる。
【００１７】
この発明において、反応容器１内のステージ５にＳＯＩウェーハｗを載置して冷却器６にて冷却するのは、反応容器１内に導入したフッ化水素酸蒸気を当該ウェーハｗ表面に結露させてエッチングを促進させるためであり、蒸気量などの条件に応じて冷却温度を適宜選定すると良い。
【００１８】
この発明において、フッ化水素酸蒸気を用いてエッチングする前処理を完了した後、ウェーハのＨＦ欠陥を評価する方法は、公知のいずれの方法、装置も採用でき、例えばウェーハ表面を観察して欠陥部分をカウントできる、光学顕微鏡や表面検査装置等の自動欠陥カウント装置を利用することができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
前述した図１の反応容器１とＨＦ蒸気発生装置１０からなるエッチング装置を使用した。反応容器１の蓋２を開け、ＳＩＭＯＸウェーハをステージ５上に載置して、冷却器６を作動してステージ及び該ウェーハを１５℃に冷却した。エッチング薬液として５０％フッ化水素酸溶液３００ｍｌを薬液容器１１に入れ、Ｎ２ガスを１ｌ／ｍｉｎの流量で流した。この流気状態で５分間（ｍｉｎ）放置、１時間（ｈｒ）放置するエッチングを実施した。その後、反応容器内にＮ２ガスのみを１５分間（ｍｉｎ）流してＮ２ガス置換を行ない、蓋２を開けＳＩＭＯＸウェーハを取り出した。
【００２０】
処理後のＳＩＭＯＸウェーハをウェーハ表面検査装置測定で、０．１３μｍ以上のパーティクル増加量を測定したところ、５分間処理で５個以下、１時間処理においても３０個以下であった。
【００２１】
比較のため、従来の０．５％ＨＦ溶液に浸漬する洗浄処理を４分間行った場合のパーティクル増加量を測定したところ１３００〜２２００（個）増加していた。この比較例と実施例１の結果をエッチング時間と増加パーティクルとの関係を示す図２のグラフに表した。
【００２２】
実施例２
実施例１の５分間の前処理を完了したＳＩＭＯＸウェーハを光学顕微鏡により５．０（μｍ）以上のＨＦ欠陥とパーティクル増加量を観察した。その結果を、図３のグラフに示す。すなわち、ＨＦ蒸気によるエッチングでは、パーティクル増加量は４個であるが、従来の０．５％ＨＦ洗浄の場合は、４６個であり、ＳＩＭＯＸウェーハにおいてもこの発明による前処理がＨＦ洗浄に比べパーティクル付着が極端に少なく良好であった。
【００２３】
また、５分間及び１時間の前処理を施したＳＩＭＯＸウェーハの光学顕微鏡によるＨＦ欠陥観察も良好であることを確認し、この発明によつてＳＩＭＯＸウェーハ表面のＨＦ欠陥を簡単にかつ迅速に観察できることが明らかになった。
【００２４】
【発明の効果】
この発明により、ＳＯＩウェーハ表面をパーティクル汚染なく所定のエッチングが可能となり、その後の光学顕微鏡によるＨＦ欠陥全面観察の際に、ＨＦ欠陥を簡単かつ迅速に観察できるようになる。さらに、ＳＩＭＯＸウェーハのＨＦ欠陥を表面検査装置等の自動欠陥カウント装置により、自動で正確に測定することも可能となり、ＳＩＭＯＸウェーハのはＨＦ欠陥観察の処理能力の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエッチング装置の構成例を示す説明図である。
【図２】エッチング時間と増加パーティクルとの関係を示すグラフである。
【図３】前処理法の違いと増加パーティクルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
ｗ  ＳＯＩウェーハ
１  反応容器
２  蓋
３  ガス導入口
４  排出口
５  ステージ
６  冷却器
１０  ＨＦ蒸気発生装置
１１  薬液容器
１２  高純度ガス配管
１３  ガス配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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