JP2005166846A

JP2005166846A - Ｓｏｉ基板のｈｆ欠陥の測定方法

Info

Publication number: JP2005166846A
Application number: JP2003402304A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Fujise; 経明藤瀬
Original assignee: Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】
ＨＦ欠陥を短時間で高精度に評価し、ＨＦ欠陥の分布を示すマップも得られるＳＯＩ基板のＨＦ欠陥評価方法を提供する。
【解決手段】
第１のＨＦエッチング後のＳＯＩ基板のＳＯＩ層表面をパーティクルカウンタで測定し、小さい欠陥をマッピングして第１のマップを作成する。この後、第２のＨＦエッチングを行い、その表面をカウンタで測定して上記より大きい欠陥について第２のマップを作成する。第１，第２のマップを対比して、同一座標で、第２の測定時の大きさが第１の測定時より大きい欠陥だけをＨＦ欠陥と判定する。この結果、パーティクルカウンタによる測定で、ＨＦ欠陥を高精度に評価できる。
【選択図】図１

Description

この発明はＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法、詳しくはＳＯＩ基板中のＨＦ欠陥（結晶欠陥）を評価するＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法に関する。

ＳＯＩ層と支持基板用ウェーハとの間に埋め込み酸化膜が介在されたＳＯＩ基板１０の欠陥の一種として、ＨＦ欠陥が知られている。ＨＦ欠陥とは、ＳＯＩ基板１０の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングすることにより検出されるＳＯＩ層中の結晶欠陥である。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ＨＦ欠陥の形状的な特徴は、ＳＯＩ層１１の表面に存在するピットタイプのＬＰＤ（ＬｉｇｈｔＰｏｉｎｔＤｅｆｅｃｔｓ：微小欠陥）１４と、このＬＰＤ１４の直下の埋め込み酸化膜１２の部分に形成されたＬＰＤ１４より若干大径な円筒形状の微小空洞１５とが連通している点である。
このようなＨＦ欠陥が発生するのは、以下の理由による。すなわち、まず、ＳＯＩ層１１の表面に存在するピットタイプのＬＰＤ１４を通して、ＨＦ溶液が埋め込み酸化膜１２に浸透する。そして、この浸透したＨＦ溶液により、ＬＰＤ１４の直下の埋め込み酸化膜１２が部分的にエッチングされるためである。

このＨＦ欠陥の発生原因としては、ＳＯＩ層１１中に存在するＣＯＰ（ＣｒｙｓｔａｌＯｒｉｇｉｎａｔｅｄＰａｒｔｉｃｌｅ）、転位、ＴＳＦ（ＴｅｔｒａｈｅｄｒａｌＳｔａｃｋｉｎｇＦａｕｌｔ）、金属汚染によりＳＯＩ層１１に形成されたシリサイドなどが挙げられる。
これらの欠陥が、ＳＯＩ基板１０の製造時における高温アニール工程、洗浄工程および薄膜化工程などにおいて、ウェーハ表面にピットを形成すると考えられる。そして、これらのピットのうち、ＳＯＩ層１１および埋め込み酸化膜１２の界面と、ウェーハ表面とを連通するものがＨＦ欠陥であると考えられる。
従来、このＨＦ欠陥の評価方法としては、走査型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡（ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）、光学顕微鏡などを利用した目視によるものが知られている。

しかしながら、このような走査型電子顕微鏡などを使用するＨＦ欠陥の評価では、いずれも目視によるため、その観察エリアが小さい。そのため、この評価に長時間を要していた。
そこで、発明者は以下の方法を提案する。すなわち、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングする前に、パーティクルカウンタを用いて、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する。そして、検出された微小欠陥の第１のマップを作成する。
次に、ＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングした後に、パーティクルカウンタを用いて微小欠陥を検出する。そして、検出された微小欠陥の第２のマップを作成する。この後、第１のマップと第２のマップとを対比する。そして、対比したマップ上で同一位置にあり、しかもサイズが大きくなった微小欠陥だけをＨＦ欠陥と判定する。
これにより、ＨＦ欠陥以外の微小欠陥も検出するパーティクルカウンタによる測定であるにもかかわらず、ＨＦ欠陥を短時間で高精度に評価することができる。

ＨＦ欠陥の起点となるＳＯＩ基板表面の欠陥には、結晶中のＣＯＰ欠陥も含まれる。これをパーティクルカウンタで測定する際、ＳＯＩ基板の膜厚が薄いため、ＳＯＩ基板からの（バックグラウンドからの）光の散乱の影響を受けやすい。このため、しきい値を０．２μｍ未満にすると、非常に多くの疑似欠陥、例えば付着異物（パーティクル）などを検出してしまう。そのため、パーティクルカウンタのしきい値を０．２μｍ以上に上げざるを得ない。よって、パーティクルカウンタでの測定ではこのＳＯＩ基板表面の微小欠陥を高精度で検出することができなかった。
また、図２（ｂ）に示すように、エッチング前のＳＯＩ基板のＳＯＩ層に０．２μｍ未満のＬＰＤが存在する場合、または、図２（ｃ）に示すように、エッチング前のＳＯＩ層にＬＰＤが顕在していなかった場合、ＨＦ溶液を用いてエッチングを行うことによりＳＯＩ層に所定のＬＰＤが発生し、結果的にＨＦ欠陥が存在することとなる。したがって、上記ＨＦ溶液を用いたエッチングを１回行っただけでは、ＨＦ溶液を用いたエッチング前に上記の各欠陥は微小欠陥として判定されない。よって、これらの微小欠陥は、結果的にＨＦ欠陥と判定されないことになる。

この発明は、ＨＦ欠陥を高精度に評価することができ、また、ＨＦ欠陥とこれ以外の欠陥との判別を容易に行うことができるＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法を提供することを目的としている。
また、この発明は、ＨＦ溶液を用いたエッチング前において、パーティクルカウンタでは検出することができなかったＳＯＩ層に存在する微小欠陥を、ＨＦ欠陥として判定できるＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を貫通するＨＦ欠陥を測定するＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法であって、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングする第１のＨＦエッチング工程と、第１のＨＦエッチング工程の後、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する第１の測定工程と、この後、上記検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第１のマップを作成する第１のマッピング工程と、次に、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングする第２のＨＦエッチング工程と、次に、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する第２の測定工程と、第２の測定工程の後、上記検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第２のマップを作成する第２のマッピング工程と、上記第１のマップと第２のマップとを対比し、第２の測定工程で検出された微小欠陥の内、第１のマップと同一位置にあって、第１の測定工程で検出された微小欠陥よりサイズが大きくなった微小欠陥をＨＦ欠陥と判定するＨＦ欠陥判定工程とを有するＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法である。

請求項１に記載のＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法にあっては、まず、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面を、ＨＦ溶液を用いてエッチングする第１のＨＦエッチング工程を行う。この第１のＨＦエッチング工程の後、パーティクルカウンタを用いて、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層表面に存在する微小欠陥を検出する。この後、検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第１のマップを作成する。
次に、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面を、ＨＦ溶液を用いてエッチングする第２のＨＦエッチング工程を行う。第２のＨＦエッチング工程の後、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する。この後、検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第２のマップを作成する。
そして、第１の微小欠陥のマップと、第２の微小欠陥のマップとを対比する。対比によりこれらのマップ上で同一位置にあり、しかも第１の測定工程での検出時の欠陥の大きさより第２の検出時の欠陥の大きさが大きい微小欠陥だけをＨＦ欠陥と判定する。よって、ＨＦ欠陥以外の微小欠陥も検出するパーティクルカウンタによる検出・測定であるにもかかわらず、ＨＦ欠陥を高精度に検出・評価することができる。
ところで、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層には、０．２μｍ未満の欠陥が存在する。または、ＨＦエッチング前にはＳＯＩ層表面には顕在化していなかった欠陥も存在する。これらの欠陥は、第１のＨＦエッチング工程時にはＨＦ欠陥と判定されないものである。これらの欠陥に対して、上記一連の処理を行えば、これらの欠陥もＨＦ欠陥として判定することが容易にできる。しかもＨＦ欠陥以外の欠陥とＨＦ欠陥とを完全に識別することができる。

ＳＯＩ基板の種類は限定されない。例えば、（１）支持基板用ウェーハに埋め込み酸化膜を介して貼り合わせた活性層用ウェーハを表面研削、表面研磨して薄膜のＳＯＩ層を形成した貼り合わせＳＯＩウェーハ、（２）このＳＯＩ層の薄膜化に選択エッチングを採用したＥＬＴＲＡＮＳＯＩウェーハ、（３）このＳＯＩ層の薄膜化に水素イオン剥離を採用したスマートカットＳＯＩウェーハ、（４）ＳＯＩ層の薄膜化に局所プラズマエッチングを採用したＰＡＣＥ−ＳＯＩウェーハ、または、（５）単結晶シリコンウェーハ中に高濃度の酸素イオンを注入し、その後、高温熱処理によりシリコンと酸素とを反応させてシリコンウェーハ内に埋め込み酸化膜を形成するＳＩＭＯＸなどを採用することができる。活性層には、他の製法により作製されたウェーハに比べて、ウェーハ内部にＣＯＰが多量に存在するＣＺウェーハを採用した方が、この発明の効果が顕著となる。ＣＺウェーハとは、ＣＺ法によって引き上げられたシリコンインゴットに、所定のウェーハ加工を施して得られたシリコンウェーハである。

ＳＯＩ層の厚さは限定されない。厚膜の場合には１〜１０μｍである。また、薄膜の場合には０．０２〜０．５μｍである。ただし、薄膜のＳＯＩ層の方が、この発明の効果が顕著となる。
微小欠陥（ＬＰＤ）は、大別すると、ウェーハ表面に付着したパーティクルなどの微細な異物（凸型の微小欠陥）、および、ＣＯＰおよびＨＦ欠陥などの微細なピット（凹型の微小欠陥）の２種類がある。
パーティクルカウンタとは、ウェーハ表面をレーザ光により走査し、微小欠陥からの光散乱強度を測定することにより、微小欠陥の位置と大きさを認識する装置である。ただし、薄膜のＳＯＩ層の場合には、レーザ光がＳＯＩ層と埋め込み酸化膜との界面でも散乱することがある。そのため、例えばＨＦ欠陥の埋め込み酸化膜側の部分、すなわち外部には直接露出していない同心円状の微小空洞、および、その他の実体のない凹凸がノイズとして検出される。

第１のＨＦエッチング工程および第２のＨＦエッチング工程で使用するＨＦ溶液は、例えば、希ＨＦ溶液またはＢＨＦ溶液である。このとき、ＨＦ溶液のＨＦ濃度は４９重量％である。ＨＦ溶液の温度は室温（１８〜２３℃）程度でよく、ＨＦ溶液は試薬をそのまま用いる。
ＨＦエッチングとしては、ＳＯＩ基板をＨＦ溶液の中に浸漬する方法、ＨＦ溶液の液面にＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面だけを接触させる片面エッチングによる方法などが挙げられる。

レーザ光としては、ヘリウム−ネオンレーザ光、アルゴンレーザ光などを採用することができる。このようなレーザ光を収束して照射し、パーティクルからの散乱光を広い立体角でフォトマルチプライヤ（光電子増倍管）またはフォトダイオードにより受光するのが一般的である。受光に際しては、光ファイバ、積分球、楕円鏡、放物面鏡、広角レンズなどのいずれか、あるいは、これらを組み合わせた光学系などを用いて、散乱光を広い立体角で集光するように構成されている。
レーザスポットの走査方式には、大別してＸＹ走査方式と、螺旋回転方式の２通りがある。何れかによりウェーハ表面を全面走査することにより、所定のパーティクルマップ、ヒストグラム表示が得られる。
第１の測定工程で検出される微小欠陥のサイズは、任意である。また、第２の測定工程で検出される微小欠陥のサイズも、第１の測定工程で検出される欠陥サイズに比べて大きければ、任意である。これらの第１の測定工程および第２の測定工程における各欠陥サイズは、ＳＯＩ層の種類、ＳＯＩ層の厚さおよび埋め込み酸化膜厚さなどにより、適宜、決定することができる。
第１のマップと第２のマップとのマッチングは、例えばパーティクルカウンタに組み込まれたモニタの画面上で行うことができる。

第２のＨＦエッチング工程の後、第２のマップだけでＨＦ欠陥を評価すると、第２のＨＦエッチング工程の後から第２の測定工程までの間に、新たにパーティクルなどがＳＯＩ層の表面に付着し、それを検出するおそれがある。この新たなパーティクルとしては、ＨＦ溶液により埋め込み酸化膜が空洞化した部分の直上部分に位置するＳＯＩ層の部分が欠落したものなどが挙げられる。
しかしながら、第２のＨＦエッチング工程の前に測定した第１のマップでは、このような新しいパーティクルは検出されていない。したがって、第１のマップと第２のマップとを重ね合わせれば、ＨＦ欠陥とパーティクルとを容易に区別することができる。
第１のＨＦエッチング工程の後、第１のマップには欠陥と検出され、この後、第２のＨＦエッチング工程後の第２のマップには同一の位置で欠陥が検出されなかった場合には、上記欠陥はパーティクルと容易に判定することができる。このパーティクルは、第２のＨＦエッチング工程で除去されたものである。

さらに、ウェーハ表面のＬＰＤを測定する際、ＳＯＩ層と埋め込み酸化膜との界面からの影響により、実体のない凹凸（ヘイズ）を検出するおそれがある。しかしながら、第２のＨＦエッチング工程後の第２の測定工程では、比較的大きなサイズのＬＰＤを検出するため、ヘイズはほとんど検出されない。仮に検出されても、ヘイズの発生位置はランダムで、第１の測定工程での検出位置と一致することはほとんどない。
以上のことから、この発明に係る測定方法によれば、高い精度でＨＦ欠陥評価を行うことができる。さらには、ＨＦ欠陥の分布を示すマップも得られる。
また、パーティクルカウンタでは、その観測エリアがＳＯＩ層の全面となり、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などに比べて大きい。そのため、ＳＯＩ層の全域のＨＦ欠陥を評価する時間が短縮される。

請求項２に記載の発明は、上記第１の測定工程では０．２μｍ以上の微小欠陥を検出し、上記第２の測定工程では５μｍ以上の微小欠陥を検出する請求項１に記載のＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法である。

請求項２に記載のＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法にあっては、第１の測定工程で検出・測定される微小欠陥の大きさは、ＳＯＩ基板の種類、ＳＯＩ層の厚さ、埋め込み酸化膜の厚さに依存するが、０．２μｍ以上とする。０．２μｍ未満であると、ウェーハ全面にわたってノイズを検出してしまい、実際の微小欠陥と区別し難くなる。
また、第２の測定工程で検出・測定される微小欠陥の大きさは、ＨＦエッチング時間に依存するが、５μｍ以上とする。５μｍ未満であると、ＨＦ欠陥ではない他の微小欠陥をも検出してしまい、それらの欠陥とＨＦ欠陥との区別が困難になる。

この発明によれば、ＳＯＩ基板に対して第１のＨＦエッチング工程を行い、この後、パーティクルカウンタを用いて検出した小さい微小欠陥の第１のマップを作成する。次に、このＳＯＩ基板に対して第２のＨＦエッチング工程を行い、その後パーティクルカウンタを用いて検出した上記第１マップでのそれより大きい微小欠陥の第２のマップを作成する。そして、第１の微小欠陥のマップと、第２の微小欠陥のマップとを対比する。対比したマップ上で同一位置にあり、しかも第１の測定工程時の欠陥の大きさより第２の測定工程時の欠陥の大きさが大きい微小欠陥だけをＨＦ欠陥と判定する。よって、ＨＦ欠陥以外の微小欠陥も検出するパーティクルカウンタによる測定であるにもかかわらず、ＨＦ欠陥を高精度に評価することができる。
ところで、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層には、０．２μｍ未満の欠陥、または、ＨＦエッチング工程前にはＳＯＩ層に顕在化していなかった欠陥が存在する。これらの欠陥は、第１のＨＦエッチング工程前にはＨＦ欠陥と判定されないものである。これらの欠陥に対して、上記処理を行えば、ＨＦ欠陥として容易に判定することができ、しかもＨＦ欠陥以外の欠陥との区別ができる。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。ここでは、ＳＯＩ基板として貼り合わせＳＯＩ基板を例にとる。
図１に示すように、この発明の一実施例に係るＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法は、主に、ＳＯＩ基板の作製後（Ｓ１００）、第１のＨＦエッチング工程（Ｓ１０１）、第１の測定工程（Ｓ１０２）、第１のマッピング工程（Ｓ１０３）、第２のＨＦエッチング工程（Ｓ１０４）、第２の測定工程（Ｓ１０５）、第２のマッピング工程（Ｓ１０６）、ＨＦ欠陥の判定工程（Ｓ１０７）という各工程から構成される。次に、これらの工程を詳細に説明する。

まず、図１にてＳ１００で示すように、貼り合わせＳＯＩ基板１０を作製する。貼り合わせＳＯＩ基板１０を作製するには、ＣＺ法により引き上げられた単結晶シリコンインゴットからシリコンウェーハをスライスする。そして、スライスしたシリコンウェーハを所定プロセスを経て後その表面を研磨して、直径２００ｍｍ、厚さ７００〜８００μｍの鏡面ウェーハに仕上げる。
この鏡面ウェーハのうち、一方を活性層用ウェーハ、他方を支持基板用ウェーハ１３として準備する。このうち、活性層用ウェーハには、例えば熱酸化炉を用いた熱酸化処理により、その露出面の全体に絶縁性のシリコン酸化膜１２が形成される。
次いで、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハ１３とを常温で重ね合わせる。このとき、２枚のウェーハの間には、埋め込み酸化膜１２が現出されている。この後、この貼り合わせウェーハに、雰囲気ガスに酸素を使用し、加熱温度８００℃以上の貼り合わせ熱処理を施す（例えば１１００℃、２時間）。
さらに、活性層用ウェーハの外周部を研削して、貼り合わせ不良部分を除去する。最後に、活性層用ウェーハを表面研削し、さらに表面研磨することで、厚さ２００ｎｍのＳＯＩ層１１を有する貼り合わせＳＯＩ基板１０が作製される。

次に、第１のＨＦエッチング工程において、貼り合わせＳＯＩ基板１０のＳＯＩ層１１の表面を、４９ｗｔ％、２０℃のＨＦ溶液に１〜１０分間浸漬してエッチングする（Ｓ１０１）。
第１のＨＦエッチング工程を行うと、３つのタイプのＨＦ欠陥が発生する。
すなわち、１つ目のＨＦ欠陥は、以下の通り形成される。図２（ａ）に示すように、ＳＯＩ層１１の表面に存在する開口が０．２μｍ以上の大きさのピットタイプのＬＰＤ１４を通して、ＨＦ溶液が埋め込み酸化膜１２に浸透する。そして、この浸透したＨＦ溶液により、ＬＰＤ１４の直下の埋め込み酸化膜１２が部分的にエッチングされる。この結果、ＬＰＤ１４直下に微小空洞１５が形成され、これがＨＦ欠陥となる。
また、２つ目のＨＦ欠陥は、図２（ｂ）に示すように、第１のＨＦエッチング工程の前には０．２μｍ未満の大きさのＬＰＤ１４であったものが、ＨＦ溶液が埋め込み酸化膜１２に浸透し、埋め込み酸化膜１２が部分的にエッチングされて形成された微小空洞１５からなる。
また、３つ目のＨＦ欠陥としては、図２（ｃ）に示すように、第１のＨＦエッチング工程の前にはＳＯＩ層１１にはＬＰＤ１４がなく（顕在化しておらず）、ＨＦエッチングするとＳＯＩ層１１の微小部分が剥がれ、この部分から浸透したＨＦ溶液により、埋め込み酸化膜１２が部分的にエッチングされた微小空洞１５からなるＨＦ欠陥である。
一方、第１のＨＦエッチング工程の前にＳＯＩ層１１の表面に付着したパーティクルなどの凸型のＬＰＤないし欠陥は、ＨＦ溶液により除去される。

次に、図１のＳ１０２に示すように、貼り合わせＳＯＩ基板１０のＳＯＩ層１１の表面に存在する０．２μｍ以上のＬＰＤ１４を、パーティクルカウンタにより測定・検出する（第１の測定工程）。
具体的には、ＳＯＩ層１１の表面を純水でリンスし、乾燥し、これをパーティクルカウンタの測定ステージに配置する。そして、パーティクルカウンタの発光部から発射されたＡｒレーザ光をいったん集光する。その後、Ａｒレーザ光をＳＯＩ層１１の表面に向かって照射し、さらにＳＯＩ層１１の表面でＡｒレーザ光を走査しながら、この表面で反射した散乱光の強度を測定する。これにより、ＳＯＩ層１１の表面に存在するＬＰＤ１４が検出される。ここでは、パーティクルカウンタとして、テンコール社製の「Ｓｕｒｆｓｃａｎ−６２００」を使用している。
そして、図１のＳ１０３に示すように、上記測定・検出されたＬＰＤ１４のデータに基づき、ＳＯＩ層１１の表面におけるＬＰＤ１４の分布を示す第１のマップが作成される（第１のマッピング工程）。
例えば、図２（ａ）に示す欠陥は、図３（ａ）に示すマップとして、図２（ｂ）に示す欠陥は、図３（ｂ）に示すマップとして、図２（ｃ）に示す欠陥は図３（ｃ）に示すマップとして作成される。これらの欠陥のマップを重ね合わせて作成したマップを図３（ｄ）に示す。
上記図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すＨＦ欠陥は、ＨＦ溶液によりＨＦエッチングを行う前には、パーティクルカウンタのしきい値を０．２μｍ以上にして観察すると、パーティクルカウンタではＬＰＤ１４として検出されない。しかし、第１のＨＦエッチング工程を行うと、ＨＦ溶液により埋め込み酸化膜１２に浸透し、埋め込み酸化膜１２が部分的にエッチングされる。よって、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すＨＦ欠陥は、ＬＰＤ１４としてパーティクルカウンタで確認されることとなる。
これらの結果、第１のマップ（図３（ｄ））中のＬＰＤ１４には、評価の対象であるＨＦ欠陥以外に、ピットなどの凹型の微小欠陥と、パーティクルなどの凸型の微小欠陥と、ＳＯＩ層１１と埋め込み酸化膜１２との界面の影響を受けた実体のない凹凸などのノイズを含んでいる。

それから、図１のＳ１０４にて示すように、この貼り合わせＳＯＩ基板１０を４９ｗｔ％、２０℃のＨＦ溶液に１〜１０分間浸漬し、このＳＯＩ層１１の表面に対して第２のＨＦエッチング工程を施す。第１のＨＦエッチング工程の時間と第２のＨＦエッチング工程の時間との合計のエッチング時間は１０〜２０分間以内とする。第２のＨＦエッチング工程を行うと、ＬＰＤ１４の直下の微小空洞１５形成部の埋め込み酸化膜１２がさらに部分的にエッチングされる。これにより、図２（ａ）〜図２（ｃ）の場合の微小空洞１５がさらに大きくなる。

次に、図１のＳ１０５に示すように、第２の測定工程を行う。すなわち、第２のＨＦエッチング工程の後のＳＯＩ層１１の表面について５μｍ以上の大きさのＬＰＤ１４をパーティクルカウンタにより測定・検出する。ここでは、第１の測定工程時のパーティクルカウンタを使用し、同様の操作で第１の測定工程時よりも欠陥サイズが大きいＬＰＤ１４を測定する。
得られたＬＰＤ１４データに基づき、Ｓ１０６工程に示すように、５μｍ以上のＬＰＤ１４の分布図である第２のマップを作成する。
第１の測定工程と同様に、図３（ａ）〜（ｃ）およびこれらを重ね合わせた図３（ｄ）に示すような、第２のマップが作成される。この場合、第２のマップは図示していない。この第２のマップ中のＬＰＤ１４（微小欠陥）には、ＨＦ欠陥以外に、第１のＨＦエッチング工程後から第２の測定工程までにＳＯＩ層１１の表面に付着した５μｍ以上の凸型のＬＰＤ１４（パーティクルなど）を含んでいる。
なお、第２のマップで示すＬＰＤ１４は、第１の測定工程時に比べて、測定の対象となる欠陥サイズが大きくなっている。このため、第２の測定工程では、第１の測定工程時にはノイズとして検出されたＳＯＩ層１１と埋め込み酸化膜１２との界面から影響を受けた実体のない凹凸がほとんど検出されない。仮に検出されたとしても、無秩序に発生するので、大半は第１の測定工程時とは異なる位置で検出される。

次いで、図１のＳ１０６に示すように、第１のマップと第２のマップとを対比し、ＨＦ欠陥を判定する。具体的には、パーティクルカウンタの制御部に組み込まれた第１のマップと第２のマップとのマッチング手段（図示せず）を使用する。すなわち、マッチング手段（マッチングプログラム）により第１のマップと第２のマップとを重ね合わせ、この重ね合わせ状態で合致した位置に存在するＬＰＤ１４を判定・検出する。そして、この合致した位置に存在するＬＰＤ１４の大きさが判定できるデータを用いて、第１のマップ測定時と第２のマップ測定時とで欠陥のサイズが異なり、第２の測定ではサイズが大きくなったものをＨＦ欠陥と判定する。
このようにしてＨＦ欠陥を判定するので、ＨＦ欠陥以外のＬＰＤ１４を検出する可能性があるパーティクルカウンタを使用したＨＦ欠陥の測定にもかかわらず、ＨＦ欠陥を高精度に検出・評価することができる。

なお、第１のＨＦエッチング工程前に付着しているパーティクルなどの凸型のＬＰＤ１４は、この第１のＨＦエッチング工程で洗浄される。また、第１のＨＦエッチング工程後から第１の測定工程の間に付着したパーティクルなどの凸型のＬＰＤ１４は、その後の第２のＨＦエッチング工程で洗浄される。さらに、第２のＨＦエッチング工程後から第２の測定工程までの間に、新たにＳＯＩ層１１の表面に付着したパーティクルなどの凸型のＬＰＤ１４は、当然、ＨＦエッチング工程前の第１の測定工程時に測定された凸型のＬＰＤ１４とは位置が異なっている。その結果、このＬＰＤ１４は、第１のマップと第２のマップとのマッチングによる選別によって除外される。その結果、ＨＦ欠陥を高い精度で評価することができる。
以上のように、パーティクルカウンタを使用すれば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などに比べて、その観測エリアがＳＯＩ層１１の全面となり大きくなる。その結果、ＳＯＩ層１１の全域のＨＦ欠陥を評価するための時間を短縮することができる。

この発明の一実施例に係るＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法を示す工程図である。エッチング工程前において、この発明の一実施例に係るＳＯＩ層に存在する微小欠陥が、（ａ）０．２μｍ以上、（ｂ）０．２μｍ未満、（ｃ）発生していない場合におけるエッチング工程前、第１のエッチング工程後および第２のエッチング工程後の状態をそれぞれ示す断面図である。（ａ）は、第１のマッピング工程または第２のマッピング工程で作成される図２（ａ）の微小欠陥の分布を示すＬＰＤマップである。（ｂ）は、第１のマッピング工程または第２のマッピング工程で作成される図２（ｂ）の微小欠陥の分布を示すＬＰＤマップである。（ｃ）は、第１のマッピング工程または第２のマッピング工程で作成される図２（ｃ）の微小欠陥の分布を示すＬＰＤマップである。（ｄ）は、図３（ａ）〜図３（ｃ）を１つのマップにしたＬＰＤマップである。（ａ）は、ＳＯＩ基板のＨＦ欠陥を示す平面図である。（ｂ）は、ＳＯＩ基板のＨＦ欠陥を示す断面図である。

符号の説明

１０ＳＯＩ基板
１１活性層、
１４ＬＰＤ（微小欠陥）。

Claims

ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を貫通するＨＦ欠陥を測定するＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法であって、
ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングする第１のＨＦエッチング工程と、
第１のＨＦエッチング工程の後、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する第１の測定工程と、
この後、上記検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第１のマップを作成する第１のマッピング工程と、
次に、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の表面をＨＦ溶液を用いてエッチングする第２のＨＦエッチング工程と、
次に、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に存在する微小欠陥を検出する第２の測定工程と、
第２の測定工程の後、上記検出したＳＯＩ基板内の微小欠陥の分布を示す第２のマップを作成する第２のマッピング工程と、
上記第１のマップと第２のマップとを対比し、第２の測定工程で検出した微小欠陥の内、第１のマップと同一位置にあって、第１の測定工程で検出した微小欠陥よりサイズが大きくなった微小欠陥をＨＦ欠陥と判定するＨＦ欠陥判定工程とを有するＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法。
上記第１の測定工程では０．２μｍ以上の微小欠陥を検出し、上記第２の測定工程では５μｍ以上の微小欠陥を検出する請求項１に記載のＳＯＩ基板のＨＦ欠陥の測定方法。