JP2004349420A - Ｓｏｉウェーハの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＳＯＩ層に存在する様々な種類の欠陥を短時間かつ高精度で測定することを可能にするＳＯＩウェーハの検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくともベースウェーハ、埋め込み酸化膜、ＳＯＩ層を具備するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法であって、ＳＯＩ層の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液にてＳＯＩウェーハをエッチングすることによりＳＯＩ層にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜をエッチングすることにより埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去した後、表面に露出した前記埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うＳＯＩウェーハの検査方法。
【選択図】 図１
【解決手段】少なくともベースウェーハ、埋め込み酸化膜、ＳＯＩ層を具備するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法であって、ＳＯＩ層の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液にてＳＯＩウェーハをエッチングすることによりＳＯＩ層にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜をエッチングすることにより埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去した後、表面に露出した前記埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うＳＯＩウェーハの検査方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、絶縁性のシリコン酸化膜の上にシリコン活性層が形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｏｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を有するＳＯＩウェーハが、ＳＯＩ層に形成される半導体デバイスの高速性、低消費電力性、高耐圧性、耐環境性等に優れていることから、電子デバイス用の高性能ＬＳＩウェーハとして特に注目されている。これは、ＳＯＩウェーハではベースウェーハとシリコン活性層（ＳＯＩ層）の間に絶縁層である埋め込み酸化膜（Ｂｕｒｉｅｄ ＯＸｉｄｅ：ＢＯＸ）層が存在するため、ＳＯＩ層に形成される電子デバイスは帯電性が高く放射線耐性も高いので、例えばα線により生ずる少数キャリアにより引き起こされるソフトエラー率も低くなるという大きな利点を有するためである。
【０００３】
また、近年の半導体デバイスの高集積化に伴い、高純度かつ低欠陥の半導体ウェーハの製造が求められている。そのためには、半導体ウェーハ中に存在する結晶欠陥等の評価を正確に行うことが重要であり、これらの半導体ウェーハの欠陥を低減するために、その欠陥の実体を正確に把握し、それに対する適切な処置を施す必要がある。すなわち、欠陥の検査を迅速に行い、その結果を製造工程にフィードバックすることが、半導体ウェーハの品質と生産性の向上のために必要である。
【０００４】
シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥を検出する方法としては、シリコン単結晶ウェーハの表面をセコ液（Ｓｅｃｃｏ液：０．１５ｍｏｌのＫ２Ｃｒ２Ｏ７水溶液と４９％のフッ酸を１：２の体積比で混合したエッチング液）で選択エッチングしてウェーハ表面に結晶欠陥に起因するエッチピットを発生させ、その後にウェーハ表面のエッチピットを光学顕微鏡で観察することによって欠陥検出を行うという方法がある（特許文献１）。
【０００５】
この選択エッチング液は、まず酸化剤であるＫ２Ｃｒ２Ｏ７でシリコン表面を酸化し、続いてフッ酸で酸化シリコンを溶解するというプロセスでエッチングを行なう。通常、欠陥領域は欠陥のない完全領域よりシリコンの酸化速度が速いので、欠陥部のエッチング速度が速くなり、結果として欠陥部が選択的にエッチングされることになる。この選択エッチングはエッチピットが光学顕微鏡で観察可能な大きさになるまで行われる。
【０００６】
しかし、ＳＯＩウェーハの薄膜化されたＳＯＩ層中の結晶欠陥検出を行う場合、上記のようなシリコン単結晶ウェーハ（バルクウェーハ）での欠陥検出とは異なり、ＳＯＩ層の選択エッチングのエッチング代はＳＯＩ層の膜厚により制限されるので、エッチピットが光学顕微鏡で観測可能な大きさになるまで選択エッチングを行うことができない場合がある。また、例えばセコ液などのエッチング速度の速いエッチング液を用いるとエッチング量とＳＯＩ層の残膜厚さの適切なコントロールが困難となり、薄膜ＳＯＩ層のエッチングには適さない場合もある。そこで、希釈したセコ液とフッ酸によるエッチングを組み合わせて薄膜ＳＯＩウェーハの欠陥を検出する方法が知られている（以下、希釈セコエッチング法と呼ぶ）。
【０００７】
この希釈セコエッチング法では、まず希釈セコ液により薄膜ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する転位やＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ：酸素誘起積層欠陥）等の結晶欠陥を選択的にエッチングしエッチピットを発生させる。その後ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬すると、フッ酸がＳＯＩ層のエッチピットが発生した部分から埋め込み酸化膜に浸透し埋め込み酸化膜を形成する酸化シリコンをエッチングしエッチピットを発生させる。すなわちＳＯＩ層の欠陥によるエッチピットが埋め込み酸化膜のエッチピットに転写されるということになる。埋め込み酸化膜のエッチピットを観察可能な大きさになるまでエッチングし、これにより顕在化したエッチピットをＳＯＩ層の表面から、あるいは、さらに希釈セコ液によりＳＯＩ層を完全に除去して露出した埋め込み酸化膜の表面から光学顕微鏡で観察することで欠陥の検出が可能となる。
【０００８】
あるいは、上記のようにフッ酸によるエッチングを施して埋め込み酸化膜にエッチピットを発生させたＳＯＩウェーハをさらに希釈セコ液でエッチングし、ＳＯＩ層を完全に除去するとともに、埋め込み酸化膜のエッチピットを介してベースウェーハ表面にエッチピットを発生させ、次に残った埋め込み酸化膜をフッ酸でエッチング除去し、ベースウェーハ表面のエッチピットを光学顕微鏡で観察することで欠陥検出を行うこともできる。この方法は四段希釈セコエッチング法と呼ばれる（非特許文献１）。
【０００９】
一方、ＳＯＩ層の欠陥検出において、レーザー光を用いた表面検査装置を用いてＳＯＩ層の欠陥測定を行うという方法が開示されている（特許文献２）。この方法は結晶成長過程で導入された原子空孔（シリコン原子が欠落した結晶格子点）が冷却過程で集合または成長してできた０．１μｍ〜０．３μｍ前後の大きさの微小な結晶空洞の欠陥、すなわち一般的にＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ばれる欠陥の検出に適しており、以下に説明する方法で行われる。
【００１０】
まず薄膜ＳＯＩウェーハをアルカリ系洗浄液で洗浄、エッチングし、ＳＯＩ層を０．１μｍ程度の膜厚にするとともに、ＳＯＩ層にＣＯＰ欠陥に起因する微小なエッチピットを発生させ、次にＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して、ＳＯＩ層のエッチピットを埋め込み酸化膜に転写し、その後レーザー光を用いた表面検査装置により欠陥の検査を行う。このように表面検査装置を用いることにより短時間で高精度な欠陥検査が可能となる。
【００１１】
【特許文献１】
特公平６−１０３７１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−７４４９３号公報
【非特許文献１】
ＵＣＳ半導体基盤技術研究会編、ＳＯＩの科学、ｐ３０６〜３０９、株式会社リアライズ社発行
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような希釈エッチング法により、薄膜ＳＯＩ層の欠陥の観察による検査、例えば欠陥密度の検査や面内分布の検査が可能である。しかし欠陥密度検査を光学顕微鏡によりエッチピットを観察し、それをカウントすることで行う場合、光学顕微鏡で一度に測定できる面積は狭いので、ウェーハ全体の測定をする場合膨大な時間がかかると同時に測定精度も悪くなり、ウェーハ面内の欠陥分布の測定をするのは実質上できない場合がある。特に欠陥密度が低い場合、測定の再現性が悪いという問題も生じる。
【００１３】
また、特許文献２で開示されている検査方法は、最初のエッチング工程で非選択性のアルカリ系の洗浄液を用いているので、選択エッチング液を用いて欠陥を選択的にエッチングする場合と異なり、ＣＯＰのような原子空孔型の欠陥のみを微小なエッチピットとして発生させる。従って例えば転位欠陥のような欠陥からエッチピットを発生させることはできない。すなわち転位欠陥は検出できないということになる。
【００１４】
一方、希釈セコエッチング法によりエッチピットを発生させた薄膜ＳＯＩウェーハの表面を光散乱式のパーティクルカウンタ等の表面検査装置を用いて測定しようとしても、ＳＯＩ層又は埋め込み酸化膜の表面が希釈セコエッチングにより面荒れをおこしているので、エッチピットだけでなくその面荒れによってもレーザー光が散乱される。この散乱光は測定対象であるエッチピットからの散乱光に対してノイズとなり、精度の高い測定が困難になり、場合によってはエッチピットからの散乱光がノイズに埋もれてしまい測定不可能になるという問題がある。
【００１５】
四段希釈セコエッチング法の場合、最後にフッ酸溶液により埋め込み酸化膜を除去し比較的面荒れの少ないベースウェーハ表面を露出させるので、レーザー光を用いた表面検査が可能である。しかしこの方法では工程数が多くなる上に、薄膜ＳＯＩ層から埋め込み酸化膜、さらにベースウェーハまでエッチピットを転写することになるので、例えば埋め込み酸化膜に存在する欠陥が重畳するなどの不都合が生じる恐れがある。
このため、高集積化が進む半導体デバイス作製用の薄膜ＳＯＩ層に存在する様々な種類の欠陥を迅速かつ正確に、再現性よく測定できる方法が望まれていた。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決し、ＳＯＩ層に存在する様々な種類の欠陥を高い精度で再現性よく、かつ短時間で測定することを可能にするＳＯＩウェーハの検査方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、少なくともベースウェーハ、埋め込み酸化膜、ＳＯＩ層を具備するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法であって、ＳＯＩ層の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液にてＳＯＩウェーハをエッチングすることによりＳＯＩ層にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜をエッチングすることにより埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去した後、表面に露出した前記埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うことを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法を提供する（請求項１）。
【００１８】
このように、選択エッチング液にてＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に欠陥に起因するエッチピットを形成し、ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜にエッチピットを転写した後、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去して表面に面荒れの少ない埋め込み酸化膜を露出させ、これを検査することにより、ＳＯＩ層の様々な欠陥を面荒れの影響なく精度良く検査することが可能となる。
【００１９】
この場合前記エッチピットの測定は、前記埋め込み酸化膜のエッチピットを光散乱式のパーティクルカウンター又は光学顕微鏡を用いることにより行うことができる（請求項２）。
このように、エッチピットの測定を光散乱式のパーティクルカウンターで行うことにより、欠陥の密度や面内分布なども短時間で再現性のよい検出が可能となる。また、光学顕微鏡を用いることによりエッチピットの形状等を直接観察することや密度の計数も可能である。
【００２０】
また、選択エッチング液としてジルトル液、ダッシュ液、セコ液、ライト液、サトー液、シメル液、又はフッ酸、硝酸、酢酸を含む混酸液の少なくとも１種を用いることができる（請求項３）。
このように結晶方位や欠陥の種類などの目的に応じて最適な選択エッチング液を用いることにより、より精度の高い欠陥検出が可能となる。
【００２１】
また、前記選択エッチング液がさらにヨウ素又はヨウ化物を含むことが好ましい（請求項４）。
このように選択エッチング液に例えばヨウ化カリウム等を含むことによりウェーハ表面に付着するしみ（ステイン）の発生を防止することができると同時に、エッチングレートをコントロールすることができる。
【００２２】
また、ＳＯＩ層をエッチング除去するエッチング液として、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミンのうちの少なくとも１種を用いることができる（請求項５）。
このようにアルカリ系のエッチング液を用いることにより埋め込み酸化膜の表面の面荒れを発生させずにＳＯＩ層を除去することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述したように、薄膜ＳＯＩ層の欠陥をエッチピットとして埋め込み酸化膜やベースウェーハに転写して欠陥を顕在化させ検出することによるウェーハ検査方法において、レーザー光を用いた光散乱式の表面検査装置を用いることにより欠陥の密度や面内分布を高い測定精度や再現性で、しかも短時間での検査が可能となる。
【００２４】
しかし、従来の希釈セコエッチング法では埋め込み酸化膜にエッチピットを転写させた後のＳＯＩ層のエッチング除去に希釈セコ液を用いており、露出する埋め込み酸化膜表面の面荒れが発生していたので、表面にレーザー光を照射すると面荒れによる光散乱ノイズが発生し表面検査装置が適用できなかった。また四段希釈セコエッチング法では工程数の増加、複数回のエッチピットの転写など別の課題が発生した。
【００２５】
本発明者らは上記のような面荒れによる測定上の困難を解消するために鋭意検討した結果、フッ酸による埋め込み酸化膜へのエッチピット転写の後に、シリコンのエッチング速度が酸化シリコンのエッチング速度より速いアルカリ系のエッチング液を使って面荒れしたＳＯＩ層をエッチング除去し、埋め込み酸化膜を露出させた後に測定を行なうことにより、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成した。
【００２６】
以下、本発明による表面検査方法の工程の一例を図１に従って説明する。
まず、検査用試料として図１（ａ）に示すような、少なくともＳＯＩ層１、埋め込み酸化膜２、ベースウェーハ３からなるＳＯＩウェーハを作製する。ＳＯＩウェーハは２枚のシリコン単結晶ウェーハの少なくとも一方にシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜を介して貼り合わせる貼り合わせ法で作製してもよいし、シリコン単結晶ウェーハに表面から酸素イオンを注入しイオン注入層を形成した後高温熱処理することによりシリコン酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｉｄｅ）法等の他の方法により作製してもよい。
【００２７】
ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１を形成するための薄膜化は、研削及び研磨により行うことができるし、あるいはイオン注入剥離法により行ってもよい。イオン注入剥離法は、例えば二枚のシリコンウェーハのうち少なくとも一方にシリコン酸化膜を形成すると共に、ボンドウェーハの表面から水素イオンまたは希ガスイオンの少なくとも一方を注入し、ボンドウェーハ内部、例えば表面近傍に微小気泡層（封入層）を形成させた後、ボンドウェーハをイオン注入面側でシリコン酸化膜を介してベースウェーハと密着させ、その後熱処理（剥離熱処理）を加えて微小気泡層を劈開面（剥離面）としてボンドウェーハを薄膜状に剥離し、さらに熱処理（結合熱処理）を加えて二枚のシリコンウェーハを強固に結合してＳＯＩウェーハとする技術であり、ＳＯＩ層の膜厚均一性が極めて高い薄膜ＳＯＩウェーハが比較的容易に得られる。
【００２８】
このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液で処理する（図１（ｂ））。選択エッチング液としては、前述したセコ液の他、ジルトル液（Ｓｉｒｔｌ液：ＣｒＯ３、水、フッ酸からなるエッチング液）、ダッシュ液（Ｄａｓｈ液：硝酸、水、酢酸、フッ酸からなるエッチング液）、ライト液（Ｗｒｉｇｈｔ液：ＣｒＯ３、硝酸、水、酢酸、フッ酸、Ｃｕ（ＮＯ３）２からなるエッチング液）、サトー液（Ｓａｔｏ液：硝酸、水、酢酸、フッ酸からなるエッチング液）、シメル液（Ｓｃｈｉｍｍｅｌ液：ＣｒＯ３、水、フッ酸からなるエッチング液）、或いは、他の比率の混酸液（フッ酸、硝酸、酢酸の混合液）が使用できる。選択エッチング液は、例えばエッチングするＳＯＩ層１の結晶面方位や検出したい欠陥の種類に応じて最適なものを選択できる。また、エッチング速度などを制御するために混酸液の成分比率を変えてもよい。
【００２９】
さらに選択エッチング液にヨウ素又はヨウ化物、例えばヨウ化カリウムを適量加えてもよい。このように選択性エッチング液にヨウ素又はヨウ化物を添加することにより、ＳＯＩ層表面に付着するステインの発生を防止することができると同時にエッチングレートをコントロールすることができる。
【００３０】
このエッチング処理により欠陥部が他の欠陥のない部分より速くエッチングされるので、図１（ｂ）に示されるように欠陥部にエッチピット４が発生する。選択される欠陥としては、例えばＯＳＦ、Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ（転位）、ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）、Ｓｈａｌｌｏｗ Ｐｉｔｓなど、前記の選択エッチング液で選択的にエッチングされるものである。
【００３１】
この選択エッチングをＳＯＩ層の残膜厚さを１０〜５０ｎｍになるまで行うのが好ましい。このような厚さまでエッチングを行うことにより、ＳＯＩ層内の欠陥によるエッチピット４を十分に大きくすることができ、また、エッチピット４が埋め込み酸化膜２にフッ酸が浸透するのに十分な深さとなり、埋め込み酸化膜２に到達する。
【００３２】
次にＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬する。すると図１（ｃ）に示されるようにＳＯＩ層のエッチピット４を通してフッ酸が埋め込み酸化膜２に浸透し、埋め込み酸化膜２がＳＯＩ層のエッチピット４の発生部分を中心にしてエッチングされる。すなわちＳＯＩ層１に存在した欠陥は埋め込み酸化膜２のエッチピット５に転写されることとなる。ＳＯＩウェーハが浸漬されている間は浸透したフッ酸がＳＯＩ層の下で埋め込み酸化膜２のエッチングを続け、このエッチングは埋め込み酸化膜２のエッチピット５が検出するのに十分な程度の大きさに拡大するまで行われる。例えばフッ酸への浸漬時間としてはＨＦ濃度５０ｗｔ％の場合には５〜２０分間程度、２５ｗｔ％の場合には２〜５時間程度である。
【００３３】
こうして埋め込み酸化膜２にエッチピット５が発生したＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１は、選択エッチング液により面荒れを起こしているのでこのままでは光散乱を利用した測定が行えない。そこでＳＯＩ層１の除去を行うが、このときシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液を用いて、面荒れしたＳＯＩ層１を十分かつ迅速にエッチング除去し表面に埋め込み酸化膜２を露出させるとともに、埋め込み酸化膜２の表面を適度にエッチングし、後の光学測定の際に十分な表面状態とする。このようなエッチング液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミンなどのアルカリ系の溶液や、これにアルコールを混合したものを加熱して使用できる。
こうして図１（ｄ）に示されるようなＳＯＩ層１がエッチング除去された試料が得られる。
【００３４】
次に得られた試料を表面検査装置で検査するために表面に付いた細かい異物や有機物などのゴミ、汚れを洗浄で取り除く。洗浄はアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １：ＳＣ１と呼ばれる）等で行われる。
【００３５】
こうして、図１（ｅ）のような洗浄された試料の表面は面荒れや表面異物がないので、レーザー光を用いた表面検査装置、例えば光散乱式パーティクルカウンターにより高精度な測定を短時間で再現性よく行うことができる。また、光学顕微鏡によりエッチピットの形状を観察したり、欠陥密度の計測をすることも可能である。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
ＳＯＩ層の膜厚が１１０ｎｍのＳＯＩウェーハをＨＦ （５０ｗｔ％） ： ＨＮＯ３ （６１ｗｔ％） ： ＣＨ３ＣＯＯＨ （９９ｗｔ％） ： Ｈ２Ｏ： ＫＩ （０．１ｍｏｌ 溶液） を １ ： １５ ： ６ ： ６ ： ０．００６７の割合で混合した選択エッチング液（２３℃）でエッチングしてＳＯＩ層の残膜厚を５０ｎｍとする。
【００３７】
次に５０ｗｔ％ＨＦ溶液中に１分間浸漬して埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、その後水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）液でＳＯＩ層をエッチング除去する。さらにＳＣ１を含む洗浄液で洗浄し、試料を作製した。こうして作製した試料を、光散乱式のパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ−１）を用いて測定した。その結果を図２に示す（ただしウェーハ周辺３ｍｍは測定対象として除外した）。図２の黒点に示されるようにパーティクルカウンターにより欠陥に起因するピットが検出され、ウェーハ面内の欠陥分布（欠陥マップ）が得られた。図２の欠陥マップによれば、図面下側の周辺部に欠陥がやや密集した領域があることが観察される。
【００３８】
（比較例）
実施例と同一の条件で５０ｗｔ％ＨＦ溶液への浸漬までを行い、その後、ＳＯＩ層をエッチング除去することなくパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ−１）により測定を行った。しかしながら、ＳＯＩ層表面の面荒れのため散乱ノイズが強く、測定器の測定レンジをオーバーしてしまい、エッチピットの検出はできなかった。
【００３９】
すなわち、実施例と比較例の結果が示すように、本発明に従い、ＳＯＩ層を非選択性のエッチング液で除去することにより光散乱式のパーティクルカウンタによるエッチピットの検出が可能となり、より迅速かつ精度や再現性の高い欠陥検査が可能となった。従って、この検査方法を用いれば、ＳＯＩウェーハの品質の向上、生産性の向上に寄与することとなる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、選択エッチング液にてＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の欠陥に起因するエッチピットを形成し、ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜にエッチピットを転写した後、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去し面荒れを解消した後に、表面に露出した埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うことで、エッチピットの測定を光散乱式のパーティクルカウンター等の表面検査装置で行うことが可能になり、欠陥の面内分布や密度などを高精度で、短時間で再現性よく検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の欠陥に起因するエッチピットの測定フローの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に従い作製したＳＯＩウェーハ試料をパーティクルカウンタにより測定して得られた欠陥マップを示す図である。
【符号の説明】
１．．．ＳＯＩ層、
２．．．埋め込み酸化膜、
３．．．ベースウェーハ、
４．．．ＳＯＩ層に発生したエッチピット、
５．．．埋め込み酸化膜に発生したエッチピット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、絶縁性のシリコン酸化膜の上にシリコン活性層が形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｏｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を有するＳＯＩウェーハが、ＳＯＩ層に形成される半導体デバイスの高速性、低消費電力性、高耐圧性、耐環境性等に優れていることから、電子デバイス用の高性能ＬＳＩウェーハとして特に注目されている。これは、ＳＯＩウェーハではベースウェーハとシリコン活性層（ＳＯＩ層）の間に絶縁層である埋め込み酸化膜（Ｂｕｒｉｅｄ ＯＸｉｄｅ：ＢＯＸ）層が存在するため、ＳＯＩ層に形成される電子デバイスは帯電性が高く放射線耐性も高いので、例えばα線により生ずる少数キャリアにより引き起こされるソフトエラー率も低くなるという大きな利点を有するためである。
【０００３】
また、近年の半導体デバイスの高集積化に伴い、高純度かつ低欠陥の半導体ウェーハの製造が求められている。そのためには、半導体ウェーハ中に存在する結晶欠陥等の評価を正確に行うことが重要であり、これらの半導体ウェーハの欠陥を低減するために、その欠陥の実体を正確に把握し、それに対する適切な処置を施す必要がある。すなわち、欠陥の検査を迅速に行い、その結果を製造工程にフィードバックすることが、半導体ウェーハの品質と生産性の向上のために必要である。
【０００４】
シリコン単結晶ウェーハの結晶欠陥を検出する方法としては、シリコン単結晶ウェーハの表面をセコ液（Ｓｅｃｃｏ液：０．１５ｍｏｌのＫ２Ｃｒ２Ｏ７水溶液と４９％のフッ酸を１：２の体積比で混合したエッチング液）で選択エッチングしてウェーハ表面に結晶欠陥に起因するエッチピットを発生させ、その後にウェーハ表面のエッチピットを光学顕微鏡で観察することによって欠陥検出を行うという方法がある（特許文献１）。
【０００５】
この選択エッチング液は、まず酸化剤であるＫ２Ｃｒ２Ｏ７でシリコン表面を酸化し、続いてフッ酸で酸化シリコンを溶解するというプロセスでエッチングを行なう。通常、欠陥領域は欠陥のない完全領域よりシリコンの酸化速度が速いので、欠陥部のエッチング速度が速くなり、結果として欠陥部が選択的にエッチングされることになる。この選択エッチングはエッチピットが光学顕微鏡で観察可能な大きさになるまで行われる。
【０００６】
しかし、ＳＯＩウェーハの薄膜化されたＳＯＩ層中の結晶欠陥検出を行う場合、上記のようなシリコン単結晶ウェーハ（バルクウェーハ）での欠陥検出とは異なり、ＳＯＩ層の選択エッチングのエッチング代はＳＯＩ層の膜厚により制限されるので、エッチピットが光学顕微鏡で観測可能な大きさになるまで選択エッチングを行うことができない場合がある。また、例えばセコ液などのエッチング速度の速いエッチング液を用いるとエッチング量とＳＯＩ層の残膜厚さの適切なコントロールが困難となり、薄膜ＳＯＩ層のエッチングには適さない場合もある。そこで、希釈したセコ液とフッ酸によるエッチングを組み合わせて薄膜ＳＯＩウェーハの欠陥を検出する方法が知られている（以下、希釈セコエッチング法と呼ぶ）。
【０００７】
この希釈セコエッチング法では、まず希釈セコ液により薄膜ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する転位やＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ：酸素誘起積層欠陥）等の結晶欠陥を選択的にエッチングしエッチピットを発生させる。その後ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬すると、フッ酸がＳＯＩ層のエッチピットが発生した部分から埋め込み酸化膜に浸透し埋め込み酸化膜を形成する酸化シリコンをエッチングしエッチピットを発生させる。すなわちＳＯＩ層の欠陥によるエッチピットが埋め込み酸化膜のエッチピットに転写されるということになる。埋め込み酸化膜のエッチピットを観察可能な大きさになるまでエッチングし、これにより顕在化したエッチピットをＳＯＩ層の表面から、あるいは、さらに希釈セコ液によりＳＯＩ層を完全に除去して露出した埋め込み酸化膜の表面から光学顕微鏡で観察することで欠陥の検出が可能となる。
【０００８】
あるいは、上記のようにフッ酸によるエッチングを施して埋め込み酸化膜にエッチピットを発生させたＳＯＩウェーハをさらに希釈セコ液でエッチングし、ＳＯＩ層を完全に除去するとともに、埋め込み酸化膜のエッチピットを介してベースウェーハ表面にエッチピットを発生させ、次に残った埋め込み酸化膜をフッ酸でエッチング除去し、ベースウェーハ表面のエッチピットを光学顕微鏡で観察することで欠陥検出を行うこともできる。この方法は四段希釈セコエッチング法と呼ばれる（非特許文献１）。
【０００９】
一方、ＳＯＩ層の欠陥検出において、レーザー光を用いた表面検査装置を用いてＳＯＩ層の欠陥測定を行うという方法が開示されている（特許文献２）。この方法は結晶成長過程で導入された原子空孔（シリコン原子が欠落した結晶格子点）が冷却過程で集合または成長してできた０．１μｍ〜０．３μｍ前後の大きさの微小な結晶空洞の欠陥、すなわち一般的にＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ばれる欠陥の検出に適しており、以下に説明する方法で行われる。
【００１０】
まず薄膜ＳＯＩウェーハをアルカリ系洗浄液で洗浄、エッチングし、ＳＯＩ層を０．１μｍ程度の膜厚にするとともに、ＳＯＩ層にＣＯＰ欠陥に起因する微小なエッチピットを発生させ、次にＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して、ＳＯＩ層のエッチピットを埋め込み酸化膜に転写し、その後レーザー光を用いた表面検査装置により欠陥の検査を行う。このように表面検査装置を用いることにより短時間で高精度な欠陥検査が可能となる。
【００１１】
【特許文献１】
特公平６−１０３７１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−７４４９３号公報
【非特許文献１】
ＵＣＳ半導体基盤技術研究会編、ＳＯＩの科学、ｐ３０６〜３０９、株式会社リアライズ社発行
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような希釈エッチング法により、薄膜ＳＯＩ層の欠陥の観察による検査、例えば欠陥密度の検査や面内分布の検査が可能である。しかし欠陥密度検査を光学顕微鏡によりエッチピットを観察し、それをカウントすることで行う場合、光学顕微鏡で一度に測定できる面積は狭いので、ウェーハ全体の測定をする場合膨大な時間がかかると同時に測定精度も悪くなり、ウェーハ面内の欠陥分布の測定をするのは実質上できない場合がある。特に欠陥密度が低い場合、測定の再現性が悪いという問題も生じる。
【００１３】
また、特許文献２で開示されている検査方法は、最初のエッチング工程で非選択性のアルカリ系の洗浄液を用いているので、選択エッチング液を用いて欠陥を選択的にエッチングする場合と異なり、ＣＯＰのような原子空孔型の欠陥のみを微小なエッチピットとして発生させる。従って例えば転位欠陥のような欠陥からエッチピットを発生させることはできない。すなわち転位欠陥は検出できないということになる。
【００１４】
一方、希釈セコエッチング法によりエッチピットを発生させた薄膜ＳＯＩウェーハの表面を光散乱式のパーティクルカウンタ等の表面検査装置を用いて測定しようとしても、ＳＯＩ層又は埋め込み酸化膜の表面が希釈セコエッチングにより面荒れをおこしているので、エッチピットだけでなくその面荒れによってもレーザー光が散乱される。この散乱光は測定対象であるエッチピットからの散乱光に対してノイズとなり、精度の高い測定が困難になり、場合によってはエッチピットからの散乱光がノイズに埋もれてしまい測定不可能になるという問題がある。
【００１５】
四段希釈セコエッチング法の場合、最後にフッ酸溶液により埋め込み酸化膜を除去し比較的面荒れの少ないベースウェーハ表面を露出させるので、レーザー光を用いた表面検査が可能である。しかしこの方法では工程数が多くなる上に、薄膜ＳＯＩ層から埋め込み酸化膜、さらにベースウェーハまでエッチピットを転写することになるので、例えば埋め込み酸化膜に存在する欠陥が重畳するなどの不都合が生じる恐れがある。
このため、高集積化が進む半導体デバイス作製用の薄膜ＳＯＩ層に存在する様々な種類の欠陥を迅速かつ正確に、再現性よく測定できる方法が望まれていた。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決し、ＳＯＩ層に存在する様々な種類の欠陥を高い精度で再現性よく、かつ短時間で測定することを可能にするＳＯＩウェーハの検査方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、少なくともベースウェーハ、埋め込み酸化膜、ＳＯＩ層を具備するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法であって、ＳＯＩ層の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液にてＳＯＩウェーハをエッチングすることによりＳＯＩ層にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜をエッチングすることにより埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去した後、表面に露出した前記埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うことを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法を提供する（請求項１）。
【００１８】
このように、選択エッチング液にてＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に欠陥に起因するエッチピットを形成し、ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜にエッチピットを転写した後、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去して表面に面荒れの少ない埋め込み酸化膜を露出させ、これを検査することにより、ＳＯＩ層の様々な欠陥を面荒れの影響なく精度良く検査することが可能となる。
【００１９】
この場合前記エッチピットの測定は、前記埋め込み酸化膜のエッチピットを光散乱式のパーティクルカウンター又は光学顕微鏡を用いることにより行うことができる（請求項２）。
このように、エッチピットの測定を光散乱式のパーティクルカウンターで行うことにより、欠陥の密度や面内分布なども短時間で再現性のよい検出が可能となる。また、光学顕微鏡を用いることによりエッチピットの形状等を直接観察することや密度の計数も可能である。
【００２０】
また、選択エッチング液としてジルトル液、ダッシュ液、セコ液、ライト液、サトー液、シメル液、又はフッ酸、硝酸、酢酸を含む混酸液の少なくとも１種を用いることができる（請求項３）。
このように結晶方位や欠陥の種類などの目的に応じて最適な選択エッチング液を用いることにより、より精度の高い欠陥検出が可能となる。
【００２１】
また、前記選択エッチング液がさらにヨウ素又はヨウ化物を含むことが好ましい（請求項４）。
このように選択エッチング液に例えばヨウ化カリウム等を含むことによりウェーハ表面に付着するしみ（ステイン）の発生を防止することができると同時に、エッチングレートをコントロールすることができる。
【００２２】
また、ＳＯＩ層をエッチング除去するエッチング液として、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミンのうちの少なくとも１種を用いることができる（請求項５）。
このようにアルカリ系のエッチング液を用いることにより埋め込み酸化膜の表面の面荒れを発生させずにＳＯＩ層を除去することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述したように、薄膜ＳＯＩ層の欠陥をエッチピットとして埋め込み酸化膜やベースウェーハに転写して欠陥を顕在化させ検出することによるウェーハ検査方法において、レーザー光を用いた光散乱式の表面検査装置を用いることにより欠陥の密度や面内分布を高い測定精度や再現性で、しかも短時間での検査が可能となる。
【００２４】
しかし、従来の希釈セコエッチング法では埋め込み酸化膜にエッチピットを転写させた後のＳＯＩ層のエッチング除去に希釈セコ液を用いており、露出する埋め込み酸化膜表面の面荒れが発生していたので、表面にレーザー光を照射すると面荒れによる光散乱ノイズが発生し表面検査装置が適用できなかった。また四段希釈セコエッチング法では工程数の増加、複数回のエッチピットの転写など別の課題が発生した。
【００２５】
本発明者らは上記のような面荒れによる測定上の困難を解消するために鋭意検討した結果、フッ酸による埋め込み酸化膜へのエッチピット転写の後に、シリコンのエッチング速度が酸化シリコンのエッチング速度より速いアルカリ系のエッチング液を使って面荒れしたＳＯＩ層をエッチング除去し、埋め込み酸化膜を露出させた後に測定を行なうことにより、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成した。
【００２６】
以下、本発明による表面検査方法の工程の一例を図１に従って説明する。
まず、検査用試料として図１（ａ）に示すような、少なくともＳＯＩ層１、埋め込み酸化膜２、ベースウェーハ３からなるＳＯＩウェーハを作製する。ＳＯＩウェーハは２枚のシリコン単結晶ウェーハの少なくとも一方にシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜を介して貼り合わせる貼り合わせ法で作製してもよいし、シリコン単結晶ウェーハに表面から酸素イオンを注入しイオン注入層を形成した後高温熱処理することによりシリコン酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｉｄｅ）法等の他の方法により作製してもよい。
【００２７】
ＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１を形成するための薄膜化は、研削及び研磨により行うことができるし、あるいはイオン注入剥離法により行ってもよい。イオン注入剥離法は、例えば二枚のシリコンウェーハのうち少なくとも一方にシリコン酸化膜を形成すると共に、ボンドウェーハの表面から水素イオンまたは希ガスイオンの少なくとも一方を注入し、ボンドウェーハ内部、例えば表面近傍に微小気泡層（封入層）を形成させた後、ボンドウェーハをイオン注入面側でシリコン酸化膜を介してベースウェーハと密着させ、その後熱処理（剥離熱処理）を加えて微小気泡層を劈開面（剥離面）としてボンドウェーハを薄膜状に剥離し、さらに熱処理（結合熱処理）を加えて二枚のシリコンウェーハを強固に結合してＳＯＩウェーハとする技術であり、ＳＯＩ層の膜厚均一性が極めて高い薄膜ＳＯＩウェーハが比較的容易に得られる。
【００２８】
このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液で処理する（図１（ｂ））。選択エッチング液としては、前述したセコ液の他、ジルトル液（Ｓｉｒｔｌ液：ＣｒＯ３、水、フッ酸からなるエッチング液）、ダッシュ液（Ｄａｓｈ液：硝酸、水、酢酸、フッ酸からなるエッチング液）、ライト液（Ｗｒｉｇｈｔ液：ＣｒＯ３、硝酸、水、酢酸、フッ酸、Ｃｕ（ＮＯ３）２からなるエッチング液）、サトー液（Ｓａｔｏ液：硝酸、水、酢酸、フッ酸からなるエッチング液）、シメル液（Ｓｃｈｉｍｍｅｌ液：ＣｒＯ３、水、フッ酸からなるエッチング液）、或いは、他の比率の混酸液（フッ酸、硝酸、酢酸の混合液）が使用できる。選択エッチング液は、例えばエッチングするＳＯＩ層１の結晶面方位や検出したい欠陥の種類に応じて最適なものを選択できる。また、エッチング速度などを制御するために混酸液の成分比率を変えてもよい。
【００２９】
さらに選択エッチング液にヨウ素又はヨウ化物、例えばヨウ化カリウムを適量加えてもよい。このように選択性エッチング液にヨウ素又はヨウ化物を添加することにより、ＳＯＩ層表面に付着するステインの発生を防止することができると同時にエッチングレートをコントロールすることができる。
【００３０】
このエッチング処理により欠陥部が他の欠陥のない部分より速くエッチングされるので、図１（ｂ）に示されるように欠陥部にエッチピット４が発生する。選択される欠陥としては、例えばＯＳＦ、Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ（転位）、ＢＭＤ（Ｂｕｌｋ ＭｉｃｒｏＤｅｆｅｃｔ）、Ｓｈａｌｌｏｗ Ｐｉｔｓなど、前記の選択エッチング液で選択的にエッチングされるものである。
【００３１】
この選択エッチングをＳＯＩ層の残膜厚さを１０〜５０ｎｍになるまで行うのが好ましい。このような厚さまでエッチングを行うことにより、ＳＯＩ層内の欠陥によるエッチピット４を十分に大きくすることができ、また、エッチピット４が埋め込み酸化膜２にフッ酸が浸透するのに十分な深さとなり、埋め込み酸化膜２に到達する。
【００３２】
次にＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬する。すると図１（ｃ）に示されるようにＳＯＩ層のエッチピット４を通してフッ酸が埋め込み酸化膜２に浸透し、埋め込み酸化膜２がＳＯＩ層のエッチピット４の発生部分を中心にしてエッチングされる。すなわちＳＯＩ層１に存在した欠陥は埋め込み酸化膜２のエッチピット５に転写されることとなる。ＳＯＩウェーハが浸漬されている間は浸透したフッ酸がＳＯＩ層の下で埋め込み酸化膜２のエッチングを続け、このエッチングは埋め込み酸化膜２のエッチピット５が検出するのに十分な程度の大きさに拡大するまで行われる。例えばフッ酸への浸漬時間としてはＨＦ濃度５０ｗｔ％の場合には５〜２０分間程度、２５ｗｔ％の場合には２〜５時間程度である。
【００３３】
こうして埋め込み酸化膜２にエッチピット５が発生したＳＯＩウェーハのＳＯＩ層１は、選択エッチング液により面荒れを起こしているのでこのままでは光散乱を利用した測定が行えない。そこでＳＯＩ層１の除去を行うが、このときシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液を用いて、面荒れしたＳＯＩ層１を十分かつ迅速にエッチング除去し表面に埋め込み酸化膜２を露出させるとともに、埋め込み酸化膜２の表面を適度にエッチングし、後の光学測定の際に十分な表面状態とする。このようなエッチング液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミンなどのアルカリ系の溶液や、これにアルコールを混合したものを加熱して使用できる。
こうして図１（ｄ）に示されるようなＳＯＩ層１がエッチング除去された試料が得られる。
【００３４】
次に得られた試料を表面検査装置で検査するために表面に付いた細かい異物や有機物などのゴミ、汚れを洗浄で取り除く。洗浄はアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １：ＳＣ１と呼ばれる）等で行われる。
【００３５】
こうして、図１（ｅ）のような洗浄された試料の表面は面荒れや表面異物がないので、レーザー光を用いた表面検査装置、例えば光散乱式パーティクルカウンターにより高精度な測定を短時間で再現性よく行うことができる。また、光学顕微鏡によりエッチピットの形状を観察したり、欠陥密度の計測をすることも可能である。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
ＳＯＩ層の膜厚が１１０ｎｍのＳＯＩウェーハをＨＦ （５０ｗｔ％） ： ＨＮＯ３ （６１ｗｔ％） ： ＣＨ３ＣＯＯＨ （９９ｗｔ％） ： Ｈ２Ｏ： ＫＩ （０．１ｍｏｌ 溶液） を １ ： １５ ： ６ ： ６ ： ０．００６７の割合で混合した選択エッチング液（２３℃）でエッチングしてＳＯＩ層の残膜厚を５０ｎｍとする。
【００３７】
次に５０ｗｔ％ＨＦ溶液中に１分間浸漬して埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、その後水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）液でＳＯＩ層をエッチング除去する。さらにＳＣ１を含む洗浄液で洗浄し、試料を作製した。こうして作製した試料を、光散乱式のパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ−１）を用いて測定した。その結果を図２に示す（ただしウェーハ周辺３ｍｍは測定対象として除外した）。図２の黒点に示されるようにパーティクルカウンターにより欠陥に起因するピットが検出され、ウェーハ面内の欠陥分布（欠陥マップ）が得られた。図２の欠陥マップによれば、図面下側の周辺部に欠陥がやや密集した領域があることが観察される。
【００３８】
（比較例）
実施例と同一の条件で５０ｗｔ％ＨＦ溶液への浸漬までを行い、その後、ＳＯＩ層をエッチング除去することなくパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ−１）により測定を行った。しかしながら、ＳＯＩ層表面の面荒れのため散乱ノイズが強く、測定器の測定レンジをオーバーしてしまい、エッチピットの検出はできなかった。
【００３９】
すなわち、実施例と比較例の結果が示すように、本発明に従い、ＳＯＩ層を非選択性のエッチング液で除去することにより光散乱式のパーティクルカウンタによるエッチピットの検出が可能となり、より迅速かつ精度や再現性の高い欠陥検査が可能となった。従って、この検査方法を用いれば、ＳＯＩウェーハの品質の向上、生産性の向上に寄与することとなる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、選択エッチング液にてＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の欠陥に起因するエッチピットを形成し、ＳＯＩウェーハをフッ酸に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜にエッチピットを転写した後、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去し面荒れを解消した後に、表面に露出した埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うことで、エッチピットの測定を光散乱式のパーティクルカウンター等の表面検査装置で行うことが可能になり、欠陥の面内分布や密度などを高精度で、短時間で再現性よく検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の欠陥に起因するエッチピットの測定フローの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に従い作製したＳＯＩウェーハ試料をパーティクルカウンタにより測定して得られた欠陥マップを示す図である。
【符号の説明】
１．．．ＳＯＩ層、
２．．．埋め込み酸化膜、
３．．．ベースウェーハ、
４．．．ＳＯＩ層に発生したエッチピット、
５．．．埋め込み酸化膜に発生したエッチピット。
Claims (5)
- 少なくともベースウェーハ、埋め込み酸化膜、ＳＯＩ層を具備するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に存在する欠陥の検査方法であって、ＳＯＩ層の欠陥を選択的にエッチングする選択エッチング液にてＳＯＩウェーハをエッチングすることによりＳＯＩ層にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをフッ酸溶液に浸漬して前記ＳＯＩ層のエッチピットを通して前記埋め込み酸化膜をエッチングすることにより埋め込み酸化膜にエッチピットを形成し、前記ＳＯＩウェーハをシリコンのエッチング速度の方が埋め込み酸化膜のエッチング速度より速いエッチング液にて前記ＳＯＩ層をエッチング除去した後、表面に露出した前記埋め込み酸化膜のエッチピットの測定を行うことを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法。
- 前記エッチピットの測定は、前記埋め込み酸化膜のエッチピットを光散乱式のパーティクルカウンター又は光学顕微鏡で測定することにより行われることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
- 前記選択エッチング液としてジルトル液、ダッシュ液、セコ液、ライト液、サトー液、シメル液又はフッ酸、硝酸、酢酸を含む混酸液の少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
- 前記選択エッチング液がさらにヨウ素又はヨウ化物を含むものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
- 前記ＳＯＩ層をエッチング除去するエッチング液として水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドラジン、エチレンジアミンのうちの少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
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