(57)【要約】【課題】  ＳＯＩウェーハの研磨加工によるＳＯＩ層の形成において高精度で簡便にＳＯＩ層の厚さを計測する。【解決手段】  貼付けプレート２１表面に接着剤で貼付けた複数のＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層を研磨形成した後に、貼付けプレート２１を研磨装置から脱着させ、ＳＯＩ層の厚さ測定装置のＸ−Ｙステージ２８上に載置する。そして、その測定光源から光ファイバー２９を介して所定の波長領域の測定光を伝送させ、計測ヘッド３０からＳＯＩウェーハ１０に照射する。この測定光の入射光３１がＳＯＩ層表面から反射する反射光３２ａと、入射光３１がＳＯＩ層と絶縁膜の界面領域から反射する反射光３２ｂとの光干渉情報について上記波長領域にわたり分光器で検出する。そして、この光干渉情報からＳＯＩ層の厚さを算出する。【選択図】  図２
2009130078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのＳＯＩ層にするＳＯＩウェーハ製造における前記ＳＯＩ層の厚さ測定方法であって、
複数のＳＯＩウェーハを前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けプレート表面に接着剤で貼付け、前記複数のＳＯＩウェーハの前記活性層用ウェーハ表面を研磨布の貼付けられた研磨定盤面に摺接させ、研磨剤の作用により、前記複数のＳＯＩウェーハの活性層用ウェーハ表面を研磨した後において、
前記貼付けプレートを保持する研磨装置から前記貼付けプレートを脱着させ、前記複数のＳＯＩウェーハを前記貼付けプレートに貼付けた状態でそれぞれのＳＯＩ層の厚さを光学的に計測することを特徴とするＳＯＩ層の厚さ測定方法。
【請求項２】
前記ＳＯＩ層の光学的な厚さの計測では、測定光源から前記ＳＯＩ層に対して照射する測定光の反射光もしくは透過光の強度を測定することを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩ層の厚さ測定方法。
【請求項３】
支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのＳＯＩ層にするＳＯＩウェーハ製造における前記ＳＯＩ層の厚さ測定装置であって、
複数のＳＯＩウェーハが接着剤により前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けられた貼付けプレートが、前記複数のＳＯＩウェーハの前記活性層用ウェーハを研磨加工し前記ＳＯＩ層にした後に前記ＳＯＩ層を上方にして載置される計測用ステージと、
前記貼付けプレートの上方に配置され、前記複数のＳＯＩウェーハの前記ＳＯＩ層に測定光を照射すると共に前記ＳＯＩ層からの測定光の反射光もしくは透過光を受光する計測用ヘッドと、
前記測定光を出射する測定光源と、
前記測定光源から出射した測定光を計側用ヘッドに伝送する第１の光ファイバーと、
前記反射光もしくは透過光を分光し強度測定する分光器と、
前記計測用ヘッドから前記分光器に前記反射光もしくは透過光を伝送する第２の光ファイバーと、
を備えていることを特徴とするＳＯＩ層の厚さ測定装置。
【請求項４】
前記反射光もしくは透過光における光干渉情報から前記ＳＯＩ層の厚さを算出することを特徴とする請求項３に記載のＳＯＩ層の厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼合わせ構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハにおけるＳＯＩ層の厚さ測定方法および測定装置に関し、特に研磨加工によるＳＯＩ層の形成において高精度で簡便にＳＯＩ層の厚さを計測でき、その研磨量の制御に効果的なＳＯＩ層の厚さ測定方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常ＳＯＩウェーハといわれるシリコンウェーハは、例えばＳＲＡＭを含む高速動作のロジック回路が搭載される高速デバイス、パワートランジスタを含む高耐圧デバイス等の半導体デバイスの基板として注目され、一部で使用されるようになってきている。図４に示すように、貼合わせ構造のＳＯＩウェーハ１０は、単結晶シリコンからなる支持体用ウェーハ１１上に絶縁膜１２を介してシリコン単結晶薄膜状の活性層であるＳＯＩ層１３を形成した構造を有する。そして、このＳＯＩウェーハの製造方法に、支持体用ウェーハ１１上に例えば熱酸化により形成したシリコン酸化膜を介して活性層用ウェーハを貼合せ接着させ、この活性層用ウェーハを薄膜化しＳＯＩ層１３にする方法がある。以下、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着したもの、あるいは上記活性層用ウェーハをＳＯＩ層にしたものを共にＳＯＩウェーハという。
【０００３】
上記ＳＯＩウェーハの製造工程においては、研削工程、研磨工程から成る高精度の加工方法により上記活性層用ウェーハは上記半導体デバイスに合った適宜な厚さのＳＯＩ層にされる。ここで、研削工程では、一般的に使用されている加工方法が用いられ、例えばダイヤモンド砥石を用いた粗研削と精密研削により、活性層用ウェーハは研削して所定の研磨代を残した厚さに仕上げられる。
【０００４】
そして、ＳＯＩウェーハの研磨工程では、ＳＯＩ層１３を所要の厚さに制御するために、活性層用ウェーハの研磨加工および形成されるＳＯＩ層の厚さ測定が繰り返して行われる。ここで、従来の技術では、図５（ａ）に示すように、上記研削等が施された複数枚のＳＯＩウェーハ１０を研磨装置の１つの貼付けプレート１０１に接着ワックス等の接着剤によりに貼付ける。ここでは、支持体用ウェーハ１１の裏面に接着ワックスをスピンコートして貼付けプレート１０１に固着される。そして、１つの貼付けプレート１０１に貼付けした複数枚のＳＯＩウェーハ１０が同時に研磨加工される。
【０００５】
ここで、研磨布１０２が貼付けられた研磨定盤１０３をＳＯＩウェーハ１０の活性層用ウェーハ表面に接触させ、更に研磨定盤１０３に加圧および回転を与え、研磨剤（スラリー）作用により、上述した研磨代を有する活性層用ウェーハ表面を研磨加工する。この場合、ウェーハ表面の研磨量は研磨時間により制御される。この研磨時間による制御方法は、先ず研磨速度を予め計測し、その研磨速度に基づいて研磨時間を見積もり全てのＳＯＩウェーハ１０の研磨を行う。なお、研磨時間の見積もりにおいて、研磨布およびスラリーの経時変化による研磨速度の時間的な変化は考慮される。
【０００６】
そして、ＳＯＩ層１３が所要の厚さになる研磨時間で研磨定盤の回転を停止させ、全てのＳＯＩウェーハ１０を貼付けプレート１０１から剥離する。次に、図５（ｂ）に示すように、剥離したＳＯＩウェーハ１０について一枚毎にＳＯＩ層１３の厚さ測定を行う。
【０００７】
このＳＯＩ層１３の厚さ測定では、例えばナノメトリック社のナノスペック（商品名）のような光干渉方式の膜厚測定装置が用いられ、１枚のＳＯＩウェーハ１０を測定装置の試料ステージ１０４上に載置し、上下可動の顕微ヘッド１０５の焦点距離を調節する。そして、測定装置の測定光源（図示せず）から例えば可視光の測定光を伝送させ、測定装置の顕微ヘッド１０５からＳＯＩウェーハ１０に照射する。このＳＯＩウェーハ１０に入射した測定光のＳＯＩ層１３表面および絶縁膜１２面からの反射光による光干渉情報について分光器を通して検出する。そして、この光干渉情報からＳＯＩ層１３の厚さが算出される。この場合、ＳＯＩ層１３における光吸収があることから例えばその厚さが１０μｍ以下で好適に使用される。
【０００８】
上記分光器を用い分光干渉法によりＳＯＩ層１３の厚さ測定する方法には、上述したような分散型分光器を用いて可視光スペクトルを測定するものの他に、フーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）により赤外の分光スペクトルを解析する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法であると、ＳＯＩ層１３が１０μｍを超えるような場合であっても高精度の厚さ測定が容易になる。
【０００９】
そして、ＳＯＩ層の厚さが許容範囲になるとＳＯＩウェーハ１０は、その研磨加工が終了し例えばベベル加工等の次工程に送られる。一方、ＳＯＩ層の厚さが許容範囲からはずれたＳＯＩウェーハ１０は、再び貼付けプレート１０１に接着ワックスにより貼付け、それ等のＳＯＩ層１３に対して追加の研磨加工を施す。ここで、複数の貼付けプレートで研磨処理したＳＯＩウェーハ１０のうちＳＯＩ層１３の厚さが近いウェーハを新たに１つの貼付けプレートに貼付けして、追加研磨を行うようにする。
【００１０】
このように、複数枚のバッチ処理の研磨工程では、過度の研磨加工を行うとそのＳＯＩウェーハが使用不能になることから、ＳＯＩ層１３が所要の厚さになるまで上記研磨加工およびＳＯＩ層１３の厚さ測定を繰り返して行うことになる。
【００１１】
しかし、上記ＳＯＩ層の厚さ測定方法を用いたＳＯＩウェーハの研磨工程にあっては、そのバッチ処理による製造コスト低減が可能であるが、上記研磨加工および厚さ測定において、貼付けプレートに対しＳＯＩウェーハの剥離と貼付を繰り返さなければならない。このため、研磨工程の作業性および生産性の向上に限界が生じていた。また、ＳＯＩウェーハの上記剥離と貼付の繰り返しは、ＳＯＩ層表面のキズ、スクラッチ等の機械的損傷、あるいは厚さ測定におけるＳＯＩウェーハ裏面の吸着跡のような痕跡損傷を引き起こし易く、ＳＯＩウェーハ製品の歩留まりを低減させる要因になっていた。
【００１２】
これに対して、ＳＯＩウェーハを研磨加工しながら膜厚測定を行う、いわゆるインラインでＳＯＩ層の厚さをモニタリングする研磨方法および研磨装置が開示されている（例えば、特許文献２，３参照）。しかし、これ等の研磨方法は、いずれも枚葉処理の方法となり、ＳＯＩ層の厚さ制御が高精度になるものの上記バッチ処理の場合に比べて製造コスト低減を難しくする。
【特許文献１】特開平５−３０８０９６号公報
【特許文献２】特開平８−２１６０１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１９９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、バッチ処理のＳＯＩウェーハの研磨工程において、例えば接着ワックス等の接着剤により貼付けプレートにＳＯＩウェーハを貼付けた状態でそのＳＯＩ層の厚さを高精度で簡便に計測でき、そのＳＯＩ層の研磨量の制御に効果的なＳＯＩ層の厚さ測定方法および測定装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、第一の発明にかかるＳＯＩ層の厚さ測定方法は、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのＳＯＩ層にするＳＯＩウェーハ製造における前記ＳＯＩ層の厚さ測定方法であって、複数のＳＯＩウェーハを前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けプレート表面に接着剤で貼付け、前記複数のＳＯＩウェーハの前記活性層用ウェーハ表面を研磨布の貼付けられた研磨定盤面に摺接させ、研磨剤の作用により、前記複数のＳＯＩウェーハの活性層用ウェーハ表面を研磨した後において、前記貼付けプレートを保持する研磨装置から前記貼付けプレートを脱着させ、前記複数のＳＯＩウェーハを前記貼付けプレートに貼付けた状態でそれぞれのＳＯＩ層の厚さを光学的に計測する、という構成になっている。
【００１５】
そして、第二の発明にかかるＳＯＩ層の厚さ測定装置は、支持体用ウェーハと活性層用ウェーハとを絶縁膜を介して貼合わせ接着させ、前記活性層用ウェーハを所要の厚さのＳＯＩ層にするＳＯＩウェーハ製造における前記ＳＯＩ層の厚さ測定装置であって、複数のＳＯＩウェーハが接着剤により前記支持体用ウェーハの裏面から貼付けられた貼付けプレートが、前記複数のＳＯＩウェーハの前記活性層用ウェーハを研磨加工し前記ＳＯＩ層にした後に前記ＳＯＩ層を上方にして載置される計測用ステージと、前記貼付けプレートの上方に配置され、前記複数のＳＯＩウェーハの前記ＳＯＩ層に測定光を照射すると共に前記ＳＯＩ層からの測定光の反射光もしくは透過光を受光する計測用ヘッドと、前記測定光を出射する測定光源と、前記測定光源から出射した測定光を計側用ヘッドに伝送する第１の光ファイバーと、前記反射光もしくは透過光を分光し強度測定する分光器と、前記計測用ヘッドから前記分光器に前記反射光もしくは透過光を伝送する第２の光ファイバーと、を有する構成になっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の構成により、バッチ処理のＳＯＩウェーハの研磨工程において、例えば接着ワックス等の接着剤により貼付けプレートにＳＯＩウェーハを貼付けた状態でそのＳＯＩ層の厚さを高精度で簡便に計測でき、そのＳＯＩ層の研磨量が効果的に制御できる。そして、ＳＯＩウェーハ製造において、低い製造コストおよび高い生産性が容易に確保される。また、研磨工程でのＳＯＩ層のキズ、スクラッチ等の損傷が低減しＳＯＩウェーハ製品の歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は本実施形態における研磨加工の説明に供するためのＳＯＩウェーハ研磨装置の研磨ヘッド部の側面図である。そして、図２は本実施形態にかかるＳＯＩ層の厚さ測定方法を示す側面図であり、図３は本実施形態にかかるＳＯＩ層の厚さ測定装置の一例を示す概略構成図である。上記図面において互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略される。
【００１８】
例えば、５インチφ口径で６００〜８００μｍ厚のシリコンウェーハから成る支持体用ウェーハおよび同様なシリコンウェーハから成る活性層用ウェーハが約１μｍ厚のシリコン酸化膜を介して貼合わせ接着されたＳＯＩウェーハを多数枚用意する。そして、研磨加工の前工程において、これ等のＳＯＩウェーハの外周研削を行い、更に上記活性層用ウェーハを平面研削して上述したように所定の研磨代を残し薄膜化する。
【００１９】
そして、図１に示すように、研磨装置の１つの貼付けプレート２１に接着ワックス等の接着剤によりＳＯＩウェーハ１０を貼付ける。ここで、従来の技術で説明したのと同様に、支持体用ウェーハ１１の裏面にスピンコートした接着ワックス等の接着剤によりＳＯＩウェーハ１０が貼付けプレートに固着される。
【００２０】
上記貼付けプレート２１は、例えば３００ｍｍφ径のアルミナプレートから成り、研磨装置の支持ヘッド２２上面に例えばボルト等により着脱自在に取り付けられるようになっている。そして、研磨装置の研磨定盤２３は、その下面に研磨布２４が貼付けられ、貼付けプレート２１上に対向配置され、研磨定盤駆動部２５による上下移動２６と回転２７ができるようになっている。ここで、回転２７の方向は順逆どちらであっても構わない。
【００２１】
そして、ＳＯＩウェーハ１０の研磨加工では、研磨定盤駆動部２５により研磨定盤２３を所定位置まで下方移動させ、研磨布２４が全てのＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層１３となる活性層用ウェーハ表面を摺接するようにし、更に研磨定盤２３に加圧および回転を与える。そして、研磨布２４に含浸するスラリー作用により、上述した研磨代のある活性層用ウェーハ表面を研磨加工し所要の厚さ例えば１０μｍ程度の厚さのＳＯＩ層１３にする。
【００２２】
この研磨加工では、従来の技術で説明したのと同様に、活性層用ウェーハ表面の研磨量は所定の研磨時間により制御し、活性層用ウェーハが所要の厚さのＳＯＩ層１３になる研磨時間で研磨定盤の回転を止め、研磨加工を停止させる。
【００２３】
そして、貼付けプレート２１を支持ヘッド２２から脱着させ、貼付けプレート２１面に貼付けられている全てのＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層１３の厚さ測定を貼付けプレート２１に貼付けた状態で行う。この貼付状態でのＳＯＩ層１３の厚さ測定について図２を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すように、本実施形態にかかるＳＯＩ層１３の厚さ測定は、例えば水平方向に広範囲に可動のステンレス製のＸ−Ｙステージ２８上に上記脱着した貼付けプレート２１をほぼ水平に載置する。そして、Ｘ−Ｙステージ２８をＸ方向あるいはＹ方向に自在に移動させて、貼付けプレート２１に貼付けた状態にある全てのＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層１３の厚さ測定を行う。
【００２５】
この厚さ測定では、測定装置の測定光源から例えば光ファイバー２９を介して所定の波長領域の測定光を伝送させ、計測ヘッド３０からＳＯＩウェーハ１０に照射する。ここで、測定光の入射光３１がＳＯＩ層１３の表面から反射する反射光３２ａと、入射光３１がＳＯＩ層１３と絶縁膜１２の界面領域から反射する反射光３２ｂとの光干渉情報について上記波長領域にわたり分光器を通して検出する。そして、この光干渉情報からＳＯＩ層１３の厚さを算出する。
【００２６】
上記分光干渉法によるＳＯＩ層１３の厚さ測定する方法では、例えば分散型分光器を用い所定の波長領域の測定光を使用する。この測定原理は、図４に示すように、上記波長領域の波長λの入射光２１に対する上記反射光３２ａと反射光３２ｂの干渉光を測定すると、例えば次の式を満たす波長λｍおよびλｍ＋１において干渉光の強度が極大になる。
【００２７】
２ｔｎ＝ｍλｍ        ・・・（１）
２ｔｎ＝（ｍ＋１）λｍ＋１        ・・・（２）
【００２８】
（１）、（２）式より、
ｔ＝１／（２ｎ）×［（１／λｍ＋１）−（１／λｍ）］−１
＝１／（２ｎ）×（ｋｍ＋１−ｋｍ）−１＝１／（２ｎΔｋ）        ・・・（３）
ここで、ｔはＳＯＩ層１３の厚さ、ｎはＳｉの屈折率、ｍは正整数、ｋは光の波数、Δｋは干渉光が極大となる波数間隔である。
【００２９】
そこで、例えば、光干渉情報の中で上記（３）式に基づいてＳＯＩ層１３の厚さを算出することができる。
【００３０】
ここで、測定光の波長領域はＳＯＩ層１３の厚さにより適宜に決められる。Ｓｉによる光の透過率は波長λが長くなると共に増大し、例えば８００ｎｍ以上になると極めて大きくなる。一方、通常、波長λが短くなると共にＳＯＩ層１３の厚さの測定精度は向上する。そして、通常、透過率は１０％以上であれば光干渉が明確に検出できる。これ等のことから、例えば、所要のＳＯＩ層１３の厚さが１０μｍ程度以下となる場合には、測定光は可視光あるいは近赤外光とし、厚さが１０μｍを超える場合には測定光としては８００ｎｍ〜１．９μｍの赤外光の波長領域とすると好適となる。このようにして、ＳＯＩ層の厚さ測定の精度は所要のＳＯＩ層の厚さの±５％以下にすることができる。
【００３１】
なお、上記分光干渉法によるＳＯＩ層１３の厚さ測定では、上述した分散型分光器を用いて可視光スペクトルを測定する方法の他に、フーリエ変換型赤外分光光度計により赤外の分光スペクトルを解析する方法であっても構わない。
【００３２】
本実施形態のＳＯＩ層１３の厚さ測定では、Ｘ−Ｙステージ２８が水平に広範囲に移動できることから、貼付けプレート２１上の全てのＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層１３の厚さは迅速に計測される。なお、上記実施形態において、計測ヘッド３０がＸ−Ｙ方向に走査するようになっていても同様の効果が奏される。この計測ヘッド３０を走査する場合には、Ｘ−Ｙステージ２８を用いる場合に比べ広範囲のＳＯＩウェーハ１０の測定が可能になり、貼付けプレート２１の面積を広くし大型化することができる。
【００３３】
また、従来の技術の場合のようにＳＯＩウェーハ１０を貼付けプレート２１から剥離することなく、複数枚のＳＯＩウェーハ１０を貼付けプレート２１面に貼付けた状態のままでそれ等のＳＯＩ層１３の厚さを測定することから、厚さ測定の作業性は大幅に向上する。
【００３４】
上述したように、研磨装置に対して着脱自在に取り付けられる貼付けプレート２１としては、ＳＯＩウェーハの研磨加工の研磨用ヘッドおよびＳＯＩ層の厚さ測定の計測用ステージに兼用できるようになっている。このような貼付けプレート２１に使用できる材料としては、その他に窒化アルミニウム、イットリウム、ジルコニア、イットリウムアルミニウムガーネット等のセラミックスが挙げられる。
【００３５】
そして、上記ＳＯＩウェーハの研磨加工において、ＳＯＩ層１３の厚さが許容範囲となったＳＯＩウェーハ１０は、貼付けプレート２１からＳＯＩウェーハ１０の剥離が行われ、例えばベベル加工等の次工程に送られる。
【００３６】
一方、ＳＯＩ層１３の厚さが許容範囲からはずれたＳＯＩウェーハ１０は、貼付けプレート２１に貼付けられたままにされ、それ等のＳＯＩ層１３に対する追加の研磨加工を施す。そして、上述したＳＯＩ層の厚さ測定方法により貼付状態のＳＯＩ層厚さ測定を行う。また、ＳＯＩ層１３の厚さが許容範囲になっているかどうかの判定を行い、ＳＯＩ層１３の厚さが許容範囲になるまで上述した研磨加工と厚さ測定を繰り返す。
【００３７】
次に、本実施形態にかかるＳＯＩ層の厚さ測定装置の一例について図３を参照して説明する。測定装置には、例えば、測定光源３３、ビームスプリッター３４、投光用の多分岐光ファイバー３５、マルチ計測ヘッド３６、受光用の多分岐光ファイバー３７、計測切換え器３８、分光器３９およびパーソナルコンピューター（ＰＣ）４０が備えられている。ここで、測定光源３３とビームスプリッター３４の間は投光用ファイバー４１により、また、計測切換え器３８と分光器３９の間は受光用ファイバー４２により、それぞれ結合されている。
【００３８】
測定光源３３としては、例えばハロゲン系ランプ、発熱球、キセノンランプ等の光源ランプあるいはフォトダイオードアレイが用いられる。ここで、上記厚さの測定方法で説明したように所定の波長領域が取り出されるように光フィルターを測定光源３３と投光用ファイバー４１の間に挿設してもよい。また、測定光源３３はレーザ光を出射するようになっていても構わない。
【００３９】
上述したようにＳＯＩ層１３の所要の厚さが１０μｍ程度以下の場合には、測定光の波長は例えば５００〜９００ｎｍの可視光から近赤外光とする。この波長領域では、水での透過率は略１００％であり、ＳＯＩ層１３上に水が残留していてもＳＯＩ層の厚さ測定に支障は全く生じない。なお、測定光の波長が９００ｎｍを超えてくると波長により水中の透過率が変わってくることから、ＳＯＩ層１３の厚さが１０μｍを超える場合には測定光としては８００ｎｍ〜１．９μｍの赤外光の波長領域において比較的に上記透過率が高くなる波長帯域を選択するとよい。
【００４０】
ビームスプリッター３４は、例えばハーフミラーアレイ等の光学素子から成り、測定光源３３から投光用ファイバー４１を介して伝送された測定光を多数に分岐（図３では５つ）させ、投光用の多分岐光ファイバー３５と結合させようになっている。なお、投光用の多分岐光ファイバー３５は投光用ファイバー４１と共に第１の光ファイバーを構成する。
【００４１】
マルチ計測ヘッド３６は、複数（図３では５つ）の計測ヘッドから成る。ここで、それぞれの計測ヘッドは投光用の分岐光ファイバー３５のそれぞれの光ファイバーから伝送された測定光をＳＯＩウェーハ１０のＳＯＩ層１３の表面に向けて照射する。また、上述したようにＳＯＩ層１３からの反射光を受け取る機能を有する。そして、このマルチ計測ヘッド３６から受け取られたＳＯＩ層１３からの反射光が受光用の多分岐光ファイバー３７を通して計測切換え器３８に送られるようになっている。なお、投光用の分岐光ファイバー３５と受光用の多分岐光ファイバー３７はいわゆるバンドル型ファイバーにより構成されてマルチ計測ヘッド３６へと接続されるようになっている。
【００４２】
計測切換え器３８は、光スイッチ等を含む光学素子から成り、受光用の多分岐光ファイバー３７を通して伝送される反射光の切り替えを行い、受光用ファイバー４２を通してそれ等の反射光を分光器３９に伝送するようになっている。なお、受光用の多分岐光ファイバー３７は受光用ファイバー４２と共に第２の光ファイバーを構成する。
【００４３】
分光器３９は、波長分光する回折格子と受光センサーである例えばＣＣＤアレイを含んで構成される。受光用ファイバー４２を介して送られてきたＳＯＩ層１３からの光干渉した反射光は、回折格子によって各波長別に分光され、各波長別の光干渉情報としてＣＣＤアレイにて一括して受け入れるような構成となっている。そして、分光器３９は、計測切換え器３８の切り替え動作により、マルチ計測ヘッド３６からの光干渉情報を高速に取得する。
【００４４】
ＰＣ４０は、分光器３９で取得した光干渉情報に基づいて、ＳＯＩ層１３の厚さの算出、ＳＯＩウェーハ１０上でのＳＯＩ層の厚さマッピング、それ等の分布等の解析を行い、これ等の結果を出力する。また、ＰＣ４０は、例えば計測切換え器３８の切り替え動作、Ｘ−Ｙステージ２８の走査を含む測定装置の全ての駆動制御を行う。そして、例えばマッピング測定におけるＳＯＩウェーハ上の測定点等のＰＣ４０への入力情報に従って、ＳＯＩ層１３の厚さ測定が行われるようになっている。
【００４５】
上記測定装置では、ＳＯＩ層１３の厚さのマッピング測定が高速にできるように、多分岐光ファイバー、マルチ計測ヘッド等を有する構造について説明したが、図２で説明したような計測ヘッド３０を有する構造のものであっても構わない。
【００４６】
また、ＳＯＩ層の厚さ測定方法で説明したのと同様に、上記測定装置において、Ｘ−Ｙステージ２８は固定され、マルチ計測ヘッド３６がＸ−Ｙ方向に走査するようになっていても構わない。
【００４７】
上記実施形態では、ＳＯＩウェーハのバッチ処理による活性層用ウェーハの研磨工程において、貼付けプレートはＳＯＩウェーハの研磨加工の研磨用ヘッドおよびＳＯＩ層の厚さ測定の計測用ステージとして兼用される。そして、研磨加工の後で脱着された貼付けプレートにＳＯＩウェーハを貼付けた状態のままでＳＯＩ層の厚さを光干渉法により測定する。このＳＯＩ層の厚さ測定方法は、従来の技術のように貼付けプレートに対しＳＯＩウェーハの剥離と貼付を繰り返すことがなく、ＳＯＩウェーハの研磨加工の工程における作業性および生産性を大きく向上させ、そのＳＯＩ層の研磨量の制御に極めて効果的になる。
【００４８】
また、従来の技術で生じていたＳＯＩ層のキズ、スクラッチ等の機械的損傷、あるいは厚さ測定におけるＳＯＩウェーハ裏面の吸着跡のような痕跡損傷がなくなり、ＳＯＩウェーハ製品の歩留まりが向上する。
【００４９】
そして、本実施形態のＳＯＩ層の厚さ測定装置により、ＳＯＩ層１３の厚さのマッピング測定が高速にしかも高精度にできる、また、計測用ヘッドとＳＯＩ層との間の焦点合わせが不要になり、更にはＳＯＩ層の表面に水分が残留していても測定に支障が無く、極めて簡便に厚さ測定ができる。これ等のために、ＳＯＩ層の厚さ測定における作業性が大きく向上する。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態における研磨加工の説明に供するためのＳＯＩウェーハ研磨装置の研磨ヘッド部の側面図である。
【図２】本発明の本実施形態にかかるＳＯＩ層の厚さ測定方法を示す側面図である。
【図３】本発明の本実施形態にかかるＳＯＩ層の厚さ測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】一般的なＳＯＩウェーハを示す断面図である。
【図５】従来の技術における研磨加工の説明に供するための説明図であり、（ａ）はＳＯＩウェーハの研磨加工における研磨ヘッド部の側面図、（ｂ）はＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の厚さ測定における計測部の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ＳＯＩウェーハ
１１  支持体用ウェーハ
１２  絶縁膜
１３  ＳＯＩ層
２１  貼付けプレート
２２  支持ヘッド
２３  研磨定盤
２４  研磨布
２５  研磨定盤駆動部
２６  上下移動
２７  回転
２８  Ｘ−Ｙステージ
２９  光ファイバー
３０  計測ヘッド
３１  入射光
３２ａ  ＳＯＩ層表面からの反射光
３２ｂ  絶縁膜面からの反射光
３３  測定光源
３４  ビームスプリッター
３５  投光用の多分岐光ファイバー
３６  マルチ計測ヘッド
３７  受光用の多分岐光ファイバー
３８  計測切換え器
３９  分光器
４０  パーソナルコンピューター
４１  投光用ファイバー
４２  受光用ファイバー
【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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