(57)【要約】【課題】シリコン基板の面内のエッチング面の表面粗さの傾向を容易に判別することができるシリコン基板の検査方法を提供する。【解決手段】シリコン単結晶基板からなるシリコン基板１０が異方性エッチングされたエッチング面１２を有し、前記シリコン基板１０の前記エッチング面１２側の画像を光学式スキャナ２０で取得し、取得した画像の前記エッチング面１２の表面粗さによって変化して表示される明暗を判別することにより、当該エッチング面１２の表面粗さを検査する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン単結晶基板からなるシリコン基板が異方性エッチングされたエッチング面を有し、前記シリコン基板の前記エッチング面側の画像を光学式スキャナで取得し、取得した画像の前記エッチング面の表面粗さによって変化して表示される明暗を判別することにより、当該エッチング面の表面粗さを検査するシリコン基板の検査方法。
【請求項２】
前記光学式スキャナが、縮小光学系方式又は等倍光学系方式を用いたものであることを特徴とする請求項１記載のシリコン基板の検査方法。
【請求項３】
前記シリコン基板の前記エッチング面側を前記光学式スキャナの基台にスペーサを介して載置して画像を取り込むことを特徴とする請求項１又は２記載のシリコン基板の検査方法。
【請求項４】
前記光学式スキャナが取得する画像の明暗を画像処理により判別することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のシリコン基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板をエッチングした後のシリコン基板のエッチング面の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶シリコンからなるシリコン基板を異方性エッチングして凹部を形成した際に、エッチング面であるシリコン基板の表面の結晶面方位と同じ結晶面方位となる凹部の底面が、金属汚染物、有機汚染物等のエッチング阻害要因によって荒れてしまう。このため、エッチング面の表面粗さを、顕微鏡、目視、粗さ計などを用いて検査する必要があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、シリコン基板に異方性エッチングにより複数の凹部を形成した場合、従来の顕微鏡、目視、粗さ計などを用いた測定では、各凹部のそれぞれを検査しなくてはならず、シリコン基板全体に亘ってのエッチング面の表面粗さの傾向を把握するのが煩雑であるという問題がある。
【０００４】
また、従来の検査方法では、深い凹部のエッチング面の表面粗さを測定するのは非常に困難であるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１５８０６９号公報（第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、シリコン基板の面内のエッチング面の表面粗さの傾向を容易に判別することができるシリコン基板の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シリコン単結晶基板からなるシリコン基板が異方性エッチングされたエッチング面を有し、前記シリコン基板の前記エッチング面側の画像を光学式スキャナで取得し、取得した画像の前記エッチング面の表面粗さによって変化して表示される明暗を判別することにより、当該エッチング面の表面粗さを検査するシリコン基板の検査方法にある。
かかる第１の態様では、シリコン基板のエッチング面の表面粗さを容易に且つ確実に検査することができると共に、複数のエッチング面の表面粗さを同時に検査することができるため、複数のエッチング面の表目粗さの傾向を容易に把握することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記光学式スキャナが、縮小光学系方式又は等倍光学系方式を用いたものであることを特徴とする第１の態様のシリコン基板の検査方法にある。
かかる第２の態様では、縮小光学系方式又は等倍光学系方式の何れを用いた光学式スキャナであっても、エッチング面の表面粗さを容易に検査することができる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、前記シリコン基板の前記エッチング面側を前記光学式スキャナの基台にスペーサを介して載置して画像を取り込むことを特徴とする第１又は２の態様のシリコン基板の検査方法にある。
かかる第３の態様では、光学式スキャナの基台にスペーサを介してシリコン基板を載置することで、シリコン基板の表面に傷が発生したり、ゴミが付着するのを防止することができる。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記光学式スキャナが取得する画像の明暗を画像処理により判別することを特徴とする第１〜３の何れかの態様のシリコン基板の検査方法にある。
かかる第４の態様では、エッチング面の表面粗さを自動的に識別することができ、検査を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る検査方法を示す平面図及び断面図である。図１に示すように、本実施形態のシリコン基板１０は、例えば、表面の結晶面方位が（１００）又は（１１０）等の単結晶シリコンからなるシリコンウェハからなる。シリコン基板１０には、シリコン基板１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングすることにより複数の凹部１１が形成されている。本実施形態では、シリコン基板１０として、表面の優先結晶方位が（１１０）面のシリコンウェハを用い、凹部１１の底面のエッチング面１２をシリコン基板１０の表面の結晶面方位と同じ（１１０）面で形成した。
【００１２】
このようなシリコン基板１０のエッチング面１２側の画像を取得する光学式スキャナ２０は、スキャナ本体２１と、ガラス等の基台２２と、基台２２の下から読み取る対象に光を当て、その反射光を読み取るセンサ２３とで構成されている。センサ２３としては、例えば、縮小光学系方式（ＣＣＤ方式）や等倍光学系方式（ＣＩＳ方式）などが挙げられる。なお、光学式スキャナ２０が取得する解像度は、特に限定されず、本実施形態では、２００ｄｐｉ程度が好適である。
【００１３】
そして、光学式スキャナ２０の基台２２上にスペーサ３０を介してシリコン基板１０をそのエッチング面１２側が光学式スキャナ２０側となるように載置し、光学式スキャナ２０によってシリコン基板１０のエッチング面１２側の画像を取得する。なお、スペーサ３０は、本実施形態では、シリコン基板１０よりも外径が若干小さい環形状を有する部材からなり、光学式スキャナ２０の基台２２上にスペーサ３０を介してシリコン基板１０を載置させることで、シリコン基板１０の表面に傷が発生したり、ゴミが付着するのを防止している。
【００１４】
ここで、表面の結晶面方位が（１１０）のシリコン単結晶基板からなるシリコン基板１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、底面のエッチング面１２が（１１０）面となる複数の凹部１１を形成した３つのサンプルＡ〜Ｃを用意し、各サンプルＡ〜Ｃのエッチング面１２側の画像を光学式スキャナ２０で取得した。このときの各サンプルＡ〜Ｃの画像を図２に示す。また、各サンプルＡ〜Ｃの拡大画像を図３に示す。さらに、比較のため各サンプルＡ〜Ｃの凹部１１のエッチング面１２を金属顕微鏡で撮影した画像を図４に示す。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、サンプルＡのエッチング面１２側を光学式スキャナ２０で取得した画像には、複数の凹部１１のエッチング面１２が全て黒く写っているのが確認できた。この一部のエッチング面１２Ａを拡大した画像が図３（ａ）であり、この部分を金属顕微鏡で撮影したところ、図４（ａ）に示すように、エッチング面１２Ａは、表面が荒れておらず滑らかになっているのが確認できた。
【００１６】
また、図２（ｂ）に示すように、サンプルＢのエッチング面１２側を光学式スキャナ２０で取得した画像には、複数の凹部１１のエッチング面１２の内、サンプルＡのエッチング面１２よりも白く表示されるエッチング面１２Ｂが複数個確認できた。このエッチング面１２Ｂの拡大画像が図３（ｂ）であり、この部分を金属顕微鏡で撮影したところ、図４（ｂ）に示すように、エッチング面１２Ｂは若干荒れているのが分かった。
【００１７】
さらに、図２（ｃ）に示すように、サンプルＣのエッチング面１２側を光学式スキャナ２０で取得した画像には、複数の凹部１１のエッチング面１２の内、サンプルＢの白く表示されたエッチング面１２Ｂよりもさらに白く表示されたエッチング面１２Ｃが複数個確認できた。このエッチング面１２Ｃの拡大画像が図３（ｃ）であり、この部分を金属顕微鏡で撮影したところ、図４（ｃ）に示すように、エッチング面１２Ｃは、サンプルＢのエッチング面１２Ｂに比べてさらに荒れているのが分かった。
【００１８】
以上のことから、シリコン基板１０を異方性エッチングしたエッチング面１２に、金属汚染物や有機汚染物等のエッチング阻害要因によって荒れたエッチング面１２Ｂ及び１２Ｃが存在する場合、光学式スキャナ２０でシリコン基板１０のエッチング面１２側の画像を取得すると、荒れたエッチング面１２Ｂ及び１２Ｃが光学式スキャナ２０から照射された光に乱反射して白く表示されることが知見された。このため、光学式スキャナ２０で取得した画像の明暗によって、シリコン基板１０のエッチング面１２の表面粗さが特定できる。
【００１９】
また、図２に示すように、光学式スキャナ２０でシリコン基板１０のエッチング面１２側の画像を取得することで、この画像からシリコン基板１０のエッチング面１２が存在する面内方向でエッチング面１２の荒れ傾向を識別することができる。これにより、各エッチング面１２を個別に金属顕微鏡等で撮影する必要がなく、検査を簡略化してコストを低減することができる。
【００２０】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、光学式スキャナ２０の基台２２上にスペーサ３０を介してシリコン基板１０を載置するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、基台２２上に直接シリコン基板１０を載置するようにしても、所望の画像を取得することができる。
【００２１】
また、上述した実施形態１では、光学式スキャナ２０の閾値や明るさ等の画像を読み取る設定値について特に言及してないが、光学式スキャナ２０の画像読み取り設定値は、エッチング面１２の表面粗さが画像の明暗として表示できれば、特に限定されるものではない。
【００２２】
さらに、上述した実施形態１では、光学式スキャナ２０が取得した画像を目視により確認することで、エッチング面１２の表面粗さを識別するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、光学式スキャナ２０が取得した画像を画像処理することにより、画像の明暗から表面粗さを自動的に識別させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るシリコン基板の検査方法を示す平面図及び断面図である。
【図２】実施形態１に係る光学式スキャナで取得した画像である。
【図３】実施形態１に係る光学式スキャナで取得した拡大画像である。
【図４】実施形態１に係る金属顕微鏡で撮影した画像である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  シリコン基板、  １１  凹部、  １２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  エッチング面、  ２０  光学式スキャナ、  ３０  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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