(57)【要約】【課題】プローブ光の波長を選択し、プローブ光の到達深さを制御することにより、ＳＯＩ基板の特定の深さにおける検査が可能なＳＯＩ基板の検査方法を提供する。【解決手段】支持基板２１と、この支持基板２１上に形成された埋込み酸化膜２２と、この埋込み酸化膜２２上に形成されたＳＯＩ層２３とを有するＳＯＩ基板２０のＳＯＩ層２３の表面側からＳＯＩ基板内にプローブ光２４を照射し、ＳＯＩ基板２０に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法であって、プローブ光２４の波長を、ＳＯＩ層２４の厚さと、ＳＯＩ層２４の表面側から照射した光の反射率及び透過率との関係から選択し、選択された波長のプローブ光２４を用いてＳＯＩ基板２０に生じたスリップを検出することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、この支持基板上に形成された埋込み酸化膜と、この埋込み酸化膜上に形成されたＳＯＩ層とを有するＳＯＩ基板の前記ＳＯＩ層の表面側から前記ＳＯＩ基板内にプローブ光を照射し、前記ＳＯＩ基板に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法であって、
前記プローブ光の波長を、前記ＳＯＩ層の厚さと、前記ＳＯＩ層の表面側から照射した光の反射率及び透過率との関係から選択し、
前記選択された波長のプローブ光を用いてＳＯＩ基板に生じたスリップを検出することを特徴とするＳＯＩ基板の検査方法。
【請求項２】
ＳＯＩ基板における支持基板に生じたスリップを検出する請求項１記載のＳＯＩ基板の検査方法。
【請求項３】
ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層に生じたスリップを検出する請求項１記載のＳＯＩ基板の検査方法。
【請求項４】
ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層及び支持基板に生じたスリップを検出する請求項１記載のＳＯＩ基板の検査方法。
【請求項５】
選択された波長のプローブ光を用いて、魔鏡法又は微分干渉レーザー顕微鏡によりスリップを検出する請求項１ないし４記載いずれか１項に記載のＳＯＩ基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの検査方法に関する。更に詳しくは、プローブ光を照射し、支持基板と埋込み酸化膜とＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に生じたスリップを検査する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デバイスの高速性、低消費電力性、高耐圧性等に優れるという理由から、シリコンからなる支持基板、ＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ ）層と呼ばれる埋込み酸化膜及びＳＯＩ層とを有するいわゆるＳＯＩ基板が、電子デバイス用の高性能ＬＳＩウェーハとして特に注目を集めている。
【０００３】
ＳＯＩ基板の製造は、先ず、チョクラルスキー法やフローティングゾーン法等の方法により製造された単結晶インゴットを、スライスしてウェーハに加工し、このウェーハをラッピング、エッチング、研削、研磨、更には鏡面研磨することにより支持基板となるシリコンウェーハを得る。次いで、得られたシリコンウェーハの表面からウェーハ内部に、酸素イオンを注入し、その後所定の温度で熱処理を施す、いわゆるＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｍｐｌａｔｅｄ）法等により、２つのシリコン単結晶間に埋込み酸化膜を有するＳＯＩ基板が形成される。
【０００４】
このＳＩＭＯＸ法によるＳＯＩ基板の製造では、１３００℃を越える高温で、また比較的高酸素雰囲気で長時間熱処理が施される。そのため、このようなＳＩＭＯＸ法により形成されるＳＯＩ基板、即ちＳＩＭＯＸウェーハでは、この熱処理の際などに導入される、スリップと称される欠陥が大きな問題となっている。
【０００５】
製造されたＳＩＭＯＸウェーハの品質検査では、従来から、スリップの有無を目視や、微分干渉顕微鏡、Ｘ線トポグラフィーなどにより検査し、スリップが生じた欠陥ウェーハを抜き取るという作業が行われている。また上記以外の方法では、特定波長の光を、鏡面加工されたウェーハの表面に入射させて、その反射光の強度により表面の凹凸を画像化するという魔鏡法を用いたスリップの検出が、広く一般的に行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このような、魔鏡法を用いた検出方法の原理は、スリップに起因するウェーハ表面の凹凸を利用し、このウェーハ表面の段差に起因する反射光の強弱から、スリップの本数や長さを評価するというものである。
【特許文献１】特開２００６−９３２８３号公報（段落［００３３］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シリコン単結晶間に埋込み酸化膜を有するＳＩＭＯＸウェーハにおいては、例えば、枚葉炉を用いた熱処理工程のように、ウェーハ裏面を支持具などで支持する工程において生じた、ウェーハ裏面の支持基板側から生じたスリップが、ＳＯＩ層の表面まで突き抜けず、支持基板と埋込み酸化膜との界面で留まるようなスリップが発生することがある。このようなスリップは、ＳＯＩ層表面には凹凸を生じない場合があるため、上記一般的な魔鏡法では検出できないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、プローブ光の波長を、ＳＯＩ層の厚さと、ＳＯＩ層の表面側から照射した光の反射率及び透過率との関係から選択し、プローブ光の到達深さを制御することにより、ＳＯＩ基板の特定の深さにおける検査が可能なＳＯＩ基板の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、支持基板と、この支持基板上に形成された埋込み酸化膜と、この埋込み酸化膜上に形成されたＳＯＩ層とを有するＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面側からＳＯＩ基板内にプローブ光を照射し、ＳＯＩ基板に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法であって、プローブ光の波長を、ＳＯＩ層の厚さと、ＳＯＩ層の表面側から照射した光の反射率及び透過率との関係から選択し、選択された波長のプローブ光を用いてＳＯＩ基板に生じたスリップを検出することを特徴とするＳＯＩ基板の検査方法である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、ＳＯＩ基板における支持基板に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明であって、ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層及び支持基板に生じたスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれか１項に係る発明であって、選択された波長のプローブ光を用いて、魔鏡法又は微分干渉レーザー顕微鏡によりスリップを検出するＳＯＩ基板の検査方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の厚さとＳＯＩ層の表面側から照射した光の反射率及び透過率との関係からプローブ光の波長を選択することにより、ＳＯＩ基板におけるプローブ光の到達深さを制御し、ＳＯＩ基板の特定の深さにおける検査が可能となる。これにより、特に、ＳＯＩ基板におけるウェーハ裏面の支持基板側から生じたスリップであって、支持基板と埋込み酸化膜との界面で留まり、ＳＯＩ層表面には支障を来さないスリップ等も、ウェーハ表面側から検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ＳＯＩ基板２０は、支持基板２１と、この支持基板２１上に形成された一定の厚さを有する埋込み酸化膜２２と、この埋込み酸化膜２２上に形成されたＳＯＩ層２３とを有する。図２〜図１１は、このＳＯＩ基板２０に対し、ＳＯＩ層２３の厚さを変えて、ＳＯＩ層２３の表面側から特定範囲の波長の光２４を照射した時の、光の反射率及び透過率を示した図である。
【００１６】
例えば、図２は、埋込み酸化膜の厚さが１００ｎｍであって、ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層の厚さが１００ｎｍであるＳＯＩ基板に、ＳＯＩ層表面から波長２４０〜８００ｎｍの範囲の波長の光を照射したときの、光の反射率及び透過率を測定したものである。この図２に示されるように、波長４８０ｎｍ、７６０ｎｍ付近の光では、反射率よりも透過率の方が高くなり、より多くの光を透過し、ＳＯＩ基板における光の到達深さもより深い。一方、他の波長域では、反射率が透過率を上回り、より多くの光を反射し、ＳＯＩ基板における光の到達深さも浅いことが確認された。すなわち、図２が示す反射率及び透過率に応じて、プローブ光の波長を選択すれば、ＳＯＩ基板におけるプローブ光の到達深さを制御できる。
【００１７】
また本発明者が鋭意研究を重ねた結果、これらの波長域は、ＳＯＩ層の厚さによって変動することが判明した。例えば、図４が示すように、ＳＯＩ層の厚さが８０ｎｍの場合には、６５０ｎｍ付近の波長域の光が、透過率が反射率を上回り、ＳＯＩ層表面からの光の到達深さが深く、また図６が示すように、ＳＯＩ層の厚さが６０ｎｍの場合には、５４０ｎｍ付近の波長域の光が、透過率が反射率を上回り、ＳＯＩ層表面からの光の到達深さが深い。
【００１８】
本発明は、上記判明した結果からなされたものであり、ＳＯＩ層の厚さと、光の反射率及び透過率との関係からプローブ光の波長を選択することにより、ＳＯＩ基板におけるプローブ光の到達深さを制御し、これにより、ＳＯＩ層表面からの特定の深さに応じてスリップの有無などの検査が可能となる。
【００１９】
上述のＳＯＩ基板の分野において、従来から特に問題とされていた支持基板と埋込み酸化膜との界面で留まってしまうような支持基板に生じたスリップを、本発明の検査方法により検出する場合には、到達深さが深い波長域からプローブ光の波長を選択する。具体的には、例えば、ＳＯＩ層の深さが１００ｎｍの場合には、図２に示すように、透過率が反射率を上回る４８０ｎｍ、７６０ｎｍ付近の波長域から、プローブ光の波長を選択する。ＳＯＩ層の深さが８０ｎｍの場合には、図４が示すように、６５０ｎｍ付近の波長域から、プローブ光の波長を選択する。
【００２０】
また本発明のＳＯＩ基板の検査方法は、ＳＯＩ層の厚さと、光の反射率及び透過率との関係からプローブ光の波長を選択することにより、ＳＯＩ基板におけるプローブ光の到達深さを制御し、これにより、ＳＯＩ層表面からの特定の深さに応じて検査が可能であるため、ＳＯＩ基板の支持基板に生じた上記スリップを検出する方法に限られるものではなく、ＳＯＩ層に生じたスリップをも検出することもできる。この場合は、到達深さが浅い波長域からプローブ光の波長を選択する。具体的には、例えば、ＳＯＩ層の深さが１００ｎｍの場合には、図２に示すように、透過率が反射率を下回る４８０ｎｍ、７６０ｎｍ付近以外の波長域から、プローブ光の波長を選択する。ＳＯＩ層の深さが８０ｎｍの場合には、図４が示すように、６５０ｎｍ付近以外の波長域からプローブ光の波長を選択する。
【００２１】
このように、検査を行うＳＯＩ層からの特定の深さに応じて選択した波長のプローブ光は、従来の魔鏡法又は微分干渉レーザー顕微鏡のプローブとして用いられ、魔鏡法又は微分干渉レーザー顕微鏡によりスリップを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の検査方法おける１工程を示す模式図。
【図２】厚さ１００ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示した図。
【図３】厚さ９０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【図４】厚さ８０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【図５】厚さ７０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【図６】厚さ６０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【図７】厚さ５０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【図８】厚さ４０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩ基板に照射した光の波長、反射率及び透過率を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
２０    ＳＯＩ基板
２１    支持基板
２２    埋込み酸化膜
２３    ＳＯＩ層
２４    光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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