(57)【要約】【課題】デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認するとともにその欠陥を効果的に検出する。デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認及び選別することにより、デバイス工程における歩留まり向上に寄与し得る。【解決手段】本発明のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層におけるＨＦ欠陥の有無を検査する方法の改良であり、その特徴ある構成は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影した後に、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定して検出するところにある。【選択図】  図１
2005056883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩウェーハの単結晶シリコン層におけるＨＦ欠陥の有無を検査する方法において、
前記ＳＯＩウェーハの単結晶シリコン層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影した後に、前記撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を前記ＨＦ欠陥であると特定して検出することを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項２】
撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定する方法が、
（ａ）  ＳＯＩウェーハサンプルの単結晶シリコン層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影する工程と、
（ｂ）  前記撮影したイメージから前記単結晶シリコン層表面に存在する欠陥を類似する形状又は大きさごとに複数種類にグループ分けし、前記単結晶シリコン層表面全体における欠陥形状の種類をグループ分けした欠陥別マップを作成する工程と、
（ｃ）  前記サンプルの単結晶シリコン層表面にＨＦ水溶液を接触させてＨＦ欠陥を顕在化させる工程と、
（ｄ）  前記ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルの単結晶シリコン層表面全体をパーティクルカウンタにより計測して、単結晶シリコン層表面全体におけるパーティクルマップを作成する工程と、
（ｅ）  前記ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルの単結晶シリコン層表面全体を前記（ｄ）工程で作成したパーティクルマップをもとに光学顕微鏡により測定して、前記単結晶シリコン層表面全体におけるＨＦ欠陥マップを作成する工程と、
（ｆ）  前記（ｂ）工程で作成した欠陥別マップと、前記（ｅ）工程で作成したＨＦ欠陥マップを座標対応させて、前記欠陥別マップ中のグループ分けした欠陥のうち、前記ＨＦ欠陥マップ中のＨＦ欠陥の座標と座標位置が一致し、所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を前記撮影したイメージにおけるＨＦ欠陥であると特定する工程とを含む請求項１記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項３】
所定の形状が円形又は四角形であって、所定の大きさが１〜５μｍの範囲にある請求項１又は２記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項４】
ＳＯＩウェーハの製造方法において、最終の洗浄乾燥工程を終えた後に、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡でＳＯＩウェーハの単結晶シリコン層表面全体をイメージ撮影したとき、前記撮影したイメージに含まれる欠陥のうち、請求項２記載の（ｆ）工程で特定した欠陥をＨＦ欠陥であると識別する工程を含むことを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン単結晶本体に埋込み酸化膜層（Ｂｕｒｉｅｄ  ＯＸｉｄｅ、以下、ＢＯＸ層という）を介して単結晶シリコン層（以下、ＳＯＩ層という。）が形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハ、特にＳＯＩ層の厚さが１μｍ以下の薄膜ＳＯＩウェーハの検査方法に関する。更に詳しくは、デバイス工程でデバイス特性に大きな影響を与えるＨＦ欠陥の要因となる欠陥を非破壊で検出する薄膜ＳＯＩウェーハの検査方法及びＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認することができるＳＯＩウェーハの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の高集積性、高性能、多機能性、高信頼性に伴い、パターンの寸法はますます細かくなってきている。これに伴い、図２に示すように、デバイス形成領域となるウェーハ表面層に酸化膜層を隔てて無欠陥の１５０ｎｍ、或いは２０ｎｍ程度にまで薄膜化したＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハが要望されている。このような薄膜ＳＯＩウェーハを作製する方法としては、薄膜化される活性ウェーハと、支持ウェーハを貼合わせて形成する貼合わせ法や、ウェーハ表面より酸素イオンを注入してウェーハ表面から所定の深さの領域にＢＯＸ層を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  ＯＸｙｇｅｎ）法等がある。
【０００３】
貼合わせウェーハの薄膜化処理は、活性ウェーハ側を機械加工及び化学エッチング、気相エッチング等により行う方法や、活性ウェーハの所定の深さの領域に水素イオンを注入し、この注入層を起点としてウェーハを面平行に分割するスマートカット法、貼合わせ後の分割面にあらかじめ多孔質のポリＳｉ層を形成しておくＥＬＴＲＡＮ法などが知られている。
ＳＩＭＯＸウェーハでは、ウェーハの一方の主面を鏡面加工した後に、この鏡面加工面から酸素イオンをインプランテーションによりウェーハ中の所定深さに打込み、その後ウェーハに高温熱処理を施すことによりウェーハ内部にＢＯＸ層を形成して、ＢＯＸ層上にＳＯＩ層を有するＳＩＭＯＸウェーハを作製している。更にこのＳＩＭＯＸウェーハを高酸素濃度の雰囲気中で高温熱処理を施すことによりＳＯＩ層の表面側に熱酸化膜を形成し、その後形成した熱酸化膜をＨＦ溶液等でエッチング除去することにより薄膜化を行うＩＴＯＸ−ＳＩＭＯＸ等が知られている。
【０００４】
以上のような方法で作製された薄膜ＳＯＩウェーハにおける重要な品質としてＳＯＩ層の欠陥がある。特に図３（ａ）に示すように、ＳＯＩ層表層からＢＯＸ層にまで達しているような貫通欠陥はデバイス特性に大きく影響を与えるため、その欠陥を精密に検査及び評価する方法が要求されている。従来、薄膜ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の欠陥を検出する方法としては、最終製品のＳＯＩウェーハをＨＦ水溶液中に所定の時間浸漬することでＨＦ欠陥を顕在化させ、このＨＦ欠陥を光学顕微鏡や原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下ＡＦＭという。）等で検出する方法が知られている。ＨＦ欠陥とは、ＳＯＩウェーハをＨＦ処理する際に、ＢＯＸ層が局所的に浸食されるものを指し、通常ＨＦ処理後のエッチングピットとして視認される。デバイス工程ではウェーハに対するＨＦ処理が一般的に不可欠であるが、本来、ＢＯＸ層はその名称が示す如く端部を除きウェーハ表面に露呈しないため、ＢＯＸ層自身はＨＦ水溶液に接することなく、即ち何らの影響も受けない。しかしながら例えば、図３（ａ）に示すように、ウェーハ表面に開口し且つＢＯＸ層に達する孔（例えばＣＯＰ）が存在するとき、このＣＯＰからＨＦ水溶液が流入してＢＯＸ層を浸食するため、この部位に形成された素子に不具合を生じさせる（図３（ｂ））。なお、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）とは結晶育成時に結晶内部に取り込まれた空孔が集合して形成された微小ボイドである。ＡＦＭとは、探針先端の原子を試料に近づけた際に働く原子間力を利用して、原子間力が一定になるように探針を制御し試料を観察するものである。ちなみにＡＦＭの分解能は０．１ｎｍ以下である。ここで上記方法によりＨＦ欠陥の検査をするにあたっては、ウェーハを破壊して検査を行う必要があり、ＨＦ水溶液でエッチングした際に表面にウェーハ表面に付着してしまうパーティクルとの区別が難しくなり、更に、全てのウェーハに対して検査を行うことができない。また、ＨＦ水溶液によるエッチングと洗浄、更に、その後の欠陥観察に多大な時間が必要とされるため、迅速な検査及び評価が行えない問題があった。
【０００５】
また、ＳＯＩ層の欠陥を検査する別の方法としては、ＳＯＩウェーハをアルカリ系洗浄液にて洗浄し、ＳＯＩ層を０．１μｍ以下の膜厚にするとともに、ＳＯＩ層に微小エッチピットを発生させ、ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して、微小エッチピット直下のＢＯＸ層を除去した後、欠陥密度の測定を行うＳＯＩウェーハの欠陥検査方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示される方法により、ＳＯＩウェーハに存在するＣＯＰ欠陥を、通常のウェーハ表面欠陥評価装置を用いて容易に評価を行うことができ、また、ＣＯＰ欠陥の外観形状も評価することができる。
ＳＯＩ層の欠陥を検査する更に別の方法としては、ＳＯＩ層がある面側をＨＦ処理するＨＦ処理ステップと、該ＨＦ処理されたことで生じた絶縁層の凹部、または、該絶縁層の欠陥がある箇所の、前記ＳＯＩ層の面上の対応する部位に電解物質を析出させるデコレートステップと、該電解物質が析出した部位を検出するデコレート部位検出ステップと、を有するＳＯＩ基体の欠陥検出方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。上記特許文献２に示される方法により、ＨＦ欠陥及びＢＯＸ欠陥を１枚のＳＯＩウェーハで同時に検出できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−７４４９３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３１９１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に示された検査方法では、ＳＯＩ層をアルカリ洗浄することで微小エッチピットを発生させ、更にフッ酸溶液によりＢＯＸ層を除去するため、ウェーハを破壊して検査を行う問題があった。
また、上記特許文献２に示された検出方法では、ウェーハを破壊して検査を行う問題があり、また、全てのウェーハに対して検査を行うことができない。
【０００８】
本発明の目的は、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認するとともにその欠陥を効果的に検出するＳＯＩウェーハの検査方法を提供する。
本発明の別の目的は、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認及び選別することにより、デバイス工程における歩留まり向上に寄与し得るＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層におけるＨＦ欠陥の有無を検査する方法の改良である。その特徴ある構成は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影した後に、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定して検出するところにある。
請求項１に係る発明では、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認するとともにその欠陥を効果的に検出することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、図１に示すように、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定する方法が、（ａ）  ＳＯＩウェーハサンプルのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影する工程と、（ｂ）  撮影したイメージからＳＯＩ層表面に存在する欠陥を類似する形状又は大きさごとに複数種類にグループ分けし、ＳＯＩ層表面全体における欠陥形状の種類をグループ分けした欠陥別マップを作成する工程と、（ｃ）  サンプルのＳＯＩ層表面にＨＦ水溶液を接触させてＨＦ欠陥を顕在化させる工程と、（ｄ）  ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体をパーティクルカウンタにより計測して、ＳＯＩ層表面全体におけるパーティクルマップを作成する工程と、（ｅ）  ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体を上記（ｄ）工程で作成したパーティクルマップをもとに光学顕微鏡により測定して、ＳＯＩ層表面全体におけるＨＦ欠陥マップを作成する工程と、（ｆ）  上記（ｂ）工程で作成した欠陥別マップと、上記（ｅ）工程で作成したＨＦ欠陥マップを座標対応させて、欠陥別マップ中のグループ分けした欠陥のうち、ＨＦ欠陥マップ中のＨＦ欠陥の座標と座標位置が一致し、所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を撮影したイメージにおけるＨＦ欠陥であると特定する工程とを含むＳＯＩウェーハの検査方法である。
請求項２に係る発明では、上記各工程（ａ）〜（ｆ）をそれぞれ経ることにより、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定することができる。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、所定の形状が円形又は四角形であって、所定の大きさが１〜５μｍの範囲にあるＳＯＩウェーハの検査方法である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ＳＯＩウェーハの製造方法において、最終の洗浄乾燥工程を終えた後に、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡でＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をイメージ撮影したとき、撮影したイメージに含まれる欠陥のうち、請求項２記載の（ｆ）工程で特定した欠陥をＨＦ欠陥であると識別する工程を含むことを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法である。
請求項４に係る発明では、デバイス工程に影響する欠陥であるＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認することにより、デバイス工程における歩留まり向上に寄与できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の対象となるＳＯＩウェーハのＳＯＩ層厚さは１μｍ以下であればよく、ＢＯＸ層の厚さについても限定されるものではない。本発明の検査方法に適するＳＯＩウェーハはＳＯＩ層厚さが０．２μｍ以下の薄膜ＳＯＩウェーハである。ＳＯＩ層の厚さが１μｍを越えるような比較的厚いＳＯＩウェーハにおいてはＨＦ欠陥自体がほとんど存在しないため、本発明のＳＯＩウェーハの検査方法を行う必要性は少ない。また、ＳＯＩウェーハの作製方法は限定されない。即ち、ＳＩＭＯＸ法や貼合わせ法、スマートカット法、ＥＬＴＲＡＮ法のように、薄膜ＳＯＩウェーハを作製することができればよい。
【００１３】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明者らは従来より知られているＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により調査したところ、ある特定の形状と大きさを有し、中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥がＨＦ欠陥と非常に良い対応を示すことを見出した。コンフォーカル光学系とは、サンプル上に複数のレーザー光を集束させて微小スポットで照射し、その反射光を受光器の全面に配置したピンホールに再び集束させ、ピンホールを通過した光量を検出するものである。ある特定の形状と大きさを有し、中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥は、微分干渉式光学顕微鏡によっても検出することができる。このコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡でＳＯＩ層表面を測定し、その後、適切な画像処理を行うことによって、ＨＦ欠陥と対応する貫通欠陥を検出することができる。このＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥は、デバイスの歩留まりに影響することから、上記方法により貫通欠陥を検出し、貫通欠陥が観察されたウェーハはデバイス工程に送らないように管理すれば、ＨＦ欠陥が存在しない薄膜ＳＯＩウェーハを提供できる。
【００１４】
本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。即ち、本発明のＳＯＩウェーハの検査方法は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層におけるＨＦ欠陥の有無を検査する方法の改良であり、その特徴ある構成は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影した後に、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定して検出するところにある。本発明の方法により、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認するとともにその欠陥を効果的に検出することができる。なお、中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥には、中心部分が黒くて周辺部分が白く見えるパターンと、中心部分が白くて周辺部分が黒く見えるパターンとが示されるが、前者は図４の欠陥に例示され、後者は図６の欠陥に例示される。
【００１５】
この撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定する方法としては、次の各工程（ａ）〜工程（ｆ）をそれぞれ経ることにより、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定することができる。
先ず、ＳＯＩウェーハサンプルのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡によってイメージ撮影する（工程（ａ））。この工程（ａ）では、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡に代えて微分干渉式光学顕微鏡を用いることでも同様の欠陥を検出できる。図４にコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により撮影したイメージの貫通欠陥を示す。
次いで、撮影したイメージからＳＯＩ層表面に存在する欠陥を類似する形状又は大きさごとに複数種類にグループ分けし、ＳＯＩ層表面全体における欠陥形状の種類をグループ分けした欠陥別マップを作成する（工程（ｂ））。この工程（ｂ）では、前述した工程（ａ）で得られたイメージから、類似する形状や大きさに基づいて欠陥を複数種類にグループ分けする。更に、グループ分けした欠陥の識別が可能なように欠陥別マップを作成する。
【００１６】
次に、サンプルのＳＯＩ層表面にＨＦ水溶液を接触させてＨＦ欠陥を顕在化させる（工程（ｃ））。この工程（ｃ）では、工程（ａ）及び工程（ｂ）をそれぞれ施したＳＯＩウェーハサンプルに、従来より知られているＨＦ処理を施してＨＦ欠陥を顕在化させる。
次に、ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体をパーティクルカウンタにより計測して、ＳＯＩ層表面全体におけるパーティクルマップを作成する（工程（ｄ））。この工程（ｄ）では、前述した工程（ｃ）でＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体をパーティクルカウンタにより計測する。更に、得られたパーティクルデータを基にパーティクルマップを作成する。
続いて、ＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体を上記工程（ｄ）で作成したパーティクルマップをもとに光学顕微鏡により測定して、ＳＯＩ層表面全体におけるＨＦ欠陥マップを作成する（工程（ｅ））。この工程（ｅ）では、前述した工程（ｃ）でＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体を前述した工程（ｄ）で作成したパーティクルマップをもとに光学顕微鏡により測定してＨＦ欠陥マップを作成する。
【００１７】
最後に、上記（ｂ）工程で作成した欠陥別マップと、上記（ｅ）工程で作成したＨＦ欠陥マップを座標対応させて、欠陥別マップ中のグループ分けした欠陥のうち、ＨＦ欠陥マップ中のＨＦ欠陥の座標と座標位置が一致し、所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を撮影したイメージにおけるＨＦ欠陥であると特定する（工程（ｆ））。この工程（ｆ）では、欠陥別マップとＨＦ欠陥マップを座標対応させる。この座標対応により、欠陥別マップ中のグループ分けした欠陥のうち、ＨＦ欠陥マップ中のＨＦ欠陥の座標と座標位置が一致する箇所を見つけ、この一致する箇所における所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を撮影したイメージにおけるＨＦ欠陥であると特定する。この欠陥の形状としては、円形又は四角形が挙げられ、大きさは１〜５μｍの範囲である。
このように、上記ＳＯＩウェーハサンプルにおいて、特定の欠陥をＨＦ欠陥であると特定することにより、デバイス工程でこの特定の欠陥と同様の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる貫通欠陥が観察されたウェーハはデバイス工程に送らないように管理すれば、ＨＦ欠陥が存在しない薄膜ＳＯＩウェーハを提供することができる。
【００１８】
次に、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法を説明する。
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は、一般に知られている作製方法によりＳＯＩウェーハを作成し、最終の洗浄乾燥工程を終えた後に、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡でＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をイメージ撮影したとき、撮影したイメージに含まれる欠陥のうち、前述した（ｆ）工程で特定した欠陥をＨＦ欠陥であると識別する工程を含むことを特徴とする。この工程を含むことで、デバイス工程に影響する欠陥であるＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認することができ、デバイス工程における歩留まり向上に寄与できる。
【００１９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的であり、限定的に解決されるべきでないことはいうまでもない。
＜実施例１＞
先ず、所定の厚さを有するＳＯＩ層及びＢＯＸ層を形成した薄膜ＳＩＭＯＸウェーハサンプルを用意した。次いで、ＳＩＭＯＸウェーハサンプルのＳＯＩ層表面全体を、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡（商品名：ＭＡＧＩＣＳ  レーザテック製Ｍ３５０）によってイメージ撮影した。次に、得られたイメージから、ＳＯＩ層表面に存在する欠陥をグループ分けし、ＳＯＩ層表面全体における欠陥形状の種類をグループ分けした欠陥別マップを作成した。図５に欠陥別マップを示す。また本実施例１では欠陥を１〜５のグループに分類した。この１〜５のグループの代表的な欠陥のイメージ撮影図を図６〜図１０にそれぞれ示す。なお、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す欠陥の拡大図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示す欠陥の拡大図である。なお、本実施例では撮影したイメージの確認は１つ１つ目視で確認したが、適当な画像解析のアルゴリズムをコンフォーカル光学系を有するレーザー顕微鏡に導入することでイメージの確認及び分類作業を自動で行うことが可能である。
【００２０】
次に、ＳＩＭＯＸウェーハサンプルを５０重量％濃度のＨＦ水溶液に浸漬し、室温で１５分間保持し、ＨＦ欠陥を顕在化させた。続いて、ＨＦ処理してＨＦ欠陥を顕在化させたサンプルのＳＯＩ層表面全体を、適切な測定条件に設定されたパーティクル検査装置（商品名：ＳＦＳ６２２０、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｈｏｒ製）によりパーティクル測定を行い、ＳＯＩ層表面全体におけるパーティクルマップを作成した。次に、顕在化したＨＦ欠陥を観察するため、パーティクルマップ中のパーティクルについて、光学顕微鏡にて測定を行い、ＨＦ欠陥マップを作成した。作成したＨＦ欠陥マップを図１１に示す。最後に、欠陥別マップとＨＦ欠陥マップを座標対応させて、欠陥別マップ中のグループ分けした欠陥のうち、ＨＦ欠陥マップ中のＨＦ欠陥の座標と座標位置が一致し、所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥を撮影したイメージにおけるＨＦ欠陥であると特定する作業を行った。表１にＨＦ欠陥マップ中で確認されたＨＦ欠陥数と、欠陥別マップでこのＨＦ欠陥と一致したＨＦ欠陥数をそれぞれ示す。
【００２１】
【表１】
2005056883.tif 000003
【００２２】
表１より明らかなように、ＨＦ欠陥マップにより、実際に確認したＨＦ欠陥のうち、欠陥別マップの欠陥１のグループが座標一致の８割以上を占め、本発明における検出方法が、実際に確認したＨＦ欠陥と非常に良い対応を示すことが判る。この欠陥１のグループは、形状が円形又は四角形であり、大きさが１〜５μｍの範囲にあり、中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥であった。このように、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡で薄膜ＳＯＩウェーハを検査したときに、形状が円形又は四角形であり、大きさが１〜５μｍの範囲にあり、中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥が、ＨＦ欠陥と非常に良い対応を示すことが判明した。
なお、ＳＯＩウェーハサンプルによりＨＦ欠陥の要因となる欠陥を特定した後は、実際の検査工程において図１に示す工程（ａ）及び工程（ｂ）を行うことで、薄膜ＳＯＩウェーハにおけるＨＦ欠陥の要因となる欠陥を特定することができ、その欠陥を含まないウェーハをデバイス工程に持ち込むことでデバイス工程の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００２３】
＜実施例２＞
ＳＯＩ層の厚さが５５０Å及び７００ÅのＳＩＭＯＸウェーハをそれぞれ用意した。このＳＯＩ層の厚さが異なるＳＩＭＯＸウェーハを、コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡によりそれぞれイメージ撮影した。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）にそのイメージ撮影図をそれぞれ示す。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）より明らかなように、ＳＯＩ層の厚さが異なることで、対象とする欠陥の白黒のコントラストは反転するものの、所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる点は同じであり、実施例１で特定したＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥の特徴であることが判明した。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明におけるＳＯＩウェーハの検査方法は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面全体をコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡又は微分干渉式光学顕微鏡によってイメージ撮影した後に、撮影したイメージの中から所定の形状と大きさを有し中心部分とその周辺部分との間でコントラストが異なる欠陥をＨＦ欠陥であると特定して検出するため、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認するとともにその欠陥を効果的に検出することが可能となる。
また、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法によれば、デバイス工程に影響するＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥を非破壊で迅速に確認することにより、ＨＦ欠陥の要因となる貫通欠陥の存在しないＳＯＩウェーハを製造することができ、デバイス工程における歩留り向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＯＩウェーハの検査方法を示す各工程図。
【図２】ＳＯＩウェーハの構成断面図。
【図３】（ａ）  ＳＯＩ層に貫通欠陥を有するＳＯＩウェーハの構成断面図。
（ｂ）  図３（ａ）のＳＯＩウェーハにＨＦ処理を施したときのＨＦ欠陥の顕在化を示
す構成断面図。
【図４】コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により撮影したイメージの貫通欠陥を示す図。
【図５】コンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により撮影したイメージから類似形状又は大きさごとにグループ分けして作成した欠陥別マップを示す図。
【図６】ＳＯＩ層表面に存在する第１グループの欠陥形状を示すイメージ撮影図。
【図７】ＳＯＩ層表面に存在する第２グループの欠陥形状を示すイメージ撮影図。
【図８】（ａ）  ＳＯＩ層表面に存在する第３グループの欠陥形状を示すイメージ撮影図。
（ｂ）  図８（ａ）の欠陥の拡大図。
【図９】ＳＯＩ層表面に存在する第４グループの欠陥形状を示すイメージ撮影図。
【図１０】（ａ）  ＳＯＩ層表面に存在する第５グループの欠陥形状を示すイメージ撮影図。
（ｂ）  図１０（ａ）の欠陥の拡大図。
【図１１】ＨＦ処理により顕在化されたＨＦ欠陥マップ。
【図１２】ＳＯＩ層表面を光学顕微鏡により測定した光学顕微鏡マップを示す写真。
【図１３】（ａ）  厚さ５５０ÅのＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハをコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により撮影したイメージ撮影図。
（ｂ）  厚さ７００ÅのＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハをコンフォーカル光学系レーザー顕微鏡により撮影したイメージ撮影図。
【符号の説明】
１０  ＳＯＩウェーハ
１１  Ｓｉ単結晶本体
１２  ＢＯＸ層
１２ａ  ＨＦ欠陥
１３  ＳＯＩ層
１３ａ  貫通欠陥
【図１】
2005056883.tif 000004
【図２】
2005056883.tif 000005
【図３】
2005056883.tif 000006
【図４】
2005056883.tif 000007
【図５】
2005056883.tif 000008
【図６】
2005056883.tif 000009
【図７】
2005056883.tif 000010
【図８】
2005056883.tif 000011
【図９】
2005056883.tif 000012
【図１０】
2005056883.tif 000013
【図１１】
2005056883.tif 000014
【図１２】
2005056883.tif 000015
【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月5日(2003.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005056883.tif 000017
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2005056883.tif 000018
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005056883.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2005056883.tif 000020
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2005056883.tif 000021
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2005056883.tif 000022
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2005056883.tif 000023
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
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