JP2005228848A - Simoxウェーハの検査方法及びそのsimoxウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 デバイス工程に影響する貫通欠陥をHF欠陥として顕在化させずに非破壊で迅速にかつ極めて高い確率で推定する。
【解決手段】 酸素イオンを複数回に分けて注入したシリコンウェーハ11を熱処理することにより、埋込み酸化膜層12上にSOI層13が形成されたSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの有無を検査する。具体的には、先ず酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製する。次に複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10の貫通欠陥13aの数を推定する。
【選択図】 図3
【解決手段】 酸素イオンを複数回に分けて注入したシリコンウェーハ11を熱処理することにより、埋込み酸化膜層12上にSOI層13が形成されたSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの有無を検査する。具体的には、先ず酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製する。次に複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10の貫通欠陥13aの数を推定する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、酸素イオンを複数回に分けて注入して製造するSIMOX(Separation by IMplanted OXygen)ウェーハを非破壊で検査する方法と、その検査方法を含むSIMOXウェーハの製造方法に関するものである。
半導体集積回路の高集積化、高性能化及び多機能化に伴い、回路パターンの寸法はますます細かくなってきている。このため、図2に示すように、デバイス形成領域となるウェーハ表面層に酸化膜層を隔てて150nm、更には20nm程度にまで薄膜化した無欠陥のSOI層を有するSOIウェーハが要望されている。このような薄膜SOIウェーハをSIMOX法により作製する場合、先ずウェーハの一方の主面を鏡面加工した後に、この鏡面加工面から酸素イオンをインプランテーションによりウェーハ中の所定深さに打込む。次にウェーハに高温熱処理を施すことによりウェーハ内部に埋込み酸化膜層を形成して、埋込み酸化膜層上にSOI層を有する。更にこのSIMOXウェーハを高酸素濃度の雰囲気中で高温熱処理を施すことによりSOI層の表面側に熱酸化膜を形成した後に、この熱酸化膜をフッ酸水溶液にてエッチング除去する。これによりSIMOXウェーハが得られる。
上記SIMOXウェーハにおける重要な品質としてSOI層の欠陥がある。特に図3(a)に示すように、SOI層表層から埋込み酸化膜層にまで達しているような貫通欠陥はデバイス特性に大きく影響を与えるため、その欠陥を精密に検査及び評価する方法が要求されている。従来、SIMOXウェーハのSOI層の欠陥を検出する方法としては、最終製品のSIMOXウェーハを所定のフッ酸水溶液に浸漬した後に、埋込み酸化膜層に観察される欠陥(以下、HF欠陥という)を顕在化させ、このHF欠陥を光学顕微鏡や原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope、以下AFMという。)等で検出する方法が知られている。デバイス工程では、ウェーハをフッ酸水溶液に浸漬する処理が一般的に不可欠であり、本来、埋込み酸化膜層は端部を除きウェーハ表面に露呈しないため、埋込み酸化膜層自体がフッ酸水溶液に接することはなく、埋込み酸化膜層はフッ酸水溶液から何も影響を受けない。
しかしながら例えば、図3(a)に示すように、ウェーハ表面に開口し且つ埋込み酸化膜層に達する孔(例えばCOP)が存在するとき、このCOPからフッ酸水溶液が流入して埋込み酸化膜層を浸食するため、この部位に形成された素子に不具合を生じさせる(図3(b))。なお、COP(Crystal Originated Particle)とは結晶育成時に結晶内部に取り込まれた空孔が集合して形成された微小ボイドである。AFMとは、探針先端の原子を試料に近づけた際に働く原子間力を利用して、原子間力が一定になるように探針を制御し試料を観察するものである。ちなみにAFMの分解能は0.1nm以下である。ここで、上記方法によりHF欠陥の検査を行う場合、ウェーハを破壊して検査を行う必要があり、フッ酸水溶液でエッチングした際にウェーハ表面に付着してしまうパーティクルとの区別が難しくなり、また全てのウェーハに対して検査を行うことができない。更にフッ酸水溶液によるエッチング、洗浄及びその後の欠陥観察に多大な時間を要するため、迅速な検査及び評価が行えない問題があった。
上記SOI層の欠陥を検査する別の方法としては、SIMOXウェーハの欠陥検査方法(例えば、特許文献1参照。)やSOI基体の欠陥検出方法(例えば、特許文献2参照。)が知られている。上記特許文献1に示されたSIMOXウェーハの欠陥検査方法は、SIMOXウェーハをアルカリ系洗浄液にて洗浄し、SOI層を0.1μm以下の膜厚にするとともに、SOI層に微小エッチピットを発生させ、SIMOXウェーハをフッ酸水溶液に浸漬して、微小エッチピット直下の埋込み酸化膜層を除去した後、欠陥密度の測定を行う方法である。このSIMOXウェーハの欠陥検査方法では、SIMOXウェーハに存在するCOP欠陥を、通常のウェーハ表面欠陥評価装置を用いて容易に評価を行うことができるとともに、COP欠陥の外観形状も評価できるようになっている。
また特許文献2に示されたSOI基体の欠陥検出方法は、SOI層が形成された面側をフッ酸処理し、このフッ酸処理されたことで生じた絶縁層の凹部又は絶縁層の欠陥が存在する部位に電解物質を析出させ、この電解物質が析出した部位を検出する方法である。このSOI基体の欠陥検出方法では、SOI層のHF欠陥及び埋込み酸化膜層の欠陥を1枚のSIMOXウェーハで同時に検出できるようになっている。
また特許文献2に示されたSOI基体の欠陥検出方法は、SOI層が形成された面側をフッ酸処理し、このフッ酸処理されたことで生じた絶縁層の凹部又は絶縁層の欠陥が存在する部位に電解物質を析出させ、この電解物質が析出した部位を検出する方法である。このSOI基体の欠陥検出方法では、SOI層のHF欠陥及び埋込み酸化膜層の欠陥を1枚のSIMOXウェーハで同時に検出できるようになっている。
一方、シリコンウェーハに酸素イオンを注入する工程の途中で、超音波を印加した水流を噴射するジェット洗浄、SC−1洗浄液を用いた洗浄、或いは塩酸と過酸化水素と純水の混合液を用いた洗浄を行う半導体の製造方法(例えば、特許文献3参照。)が開示されている。この半導体の製造方法では、酸素イオンの注入前に予めシリコンウェーハに表面酸化膜を形成しておき、酸素イオンの注入工程の途中で希フッ酸水溶液を用いて表面酸化膜を除去するように構成される。
このように構成された半導体の製造方法では、酸素イオンの注入工程の途中でウェーハを洗浄してパーティクルを除去することにより、その後の酸素イオンの注入時にウェーハのパーティクルによる遮蔽面積を小さくすることができるので、埋込み酸化膜の電流パス欠陥を低減できる。また予めウェーハに表面酸化膜を形成した状態で酸素イオンをウェーハに注入し、ウェーハへの酸素イオンの注入工程の途中で、希フッ酸水溶液を用いて表面酸化膜を除去するので、表面酸化膜の表面に付着したパーティクルが表面酸化膜とともに除去され、ウェーハ表面のパーティクルを効果的に低減できるようになっている。
特開平11−74493号公報(請求項1、段落[0011]
特開2002−231911号公報(請求項1、段落[0011])
特開平8−78647号公報(請求項1〜5、段落[0019]、段落[0024]、図5)
このように構成された半導体の製造方法では、酸素イオンの注入工程の途中でウェーハを洗浄してパーティクルを除去することにより、その後の酸素イオンの注入時にウェーハのパーティクルによる遮蔽面積を小さくすることができるので、埋込み酸化膜の電流パス欠陥を低減できる。また予めウェーハに表面酸化膜を形成した状態で酸素イオンをウェーハに注入し、ウェーハへの酸素イオンの注入工程の途中で、希フッ酸水溶液を用いて表面酸化膜を除去するので、表面酸化膜の表面に付着したパーティクルが表面酸化膜とともに除去され、ウェーハ表面のパーティクルを効果的に低減できるようになっている。
上記従来の特許文献3に示された半導体の製造方法から、酸素イオン注入時にウェーハ表面に付着したパーティクルと、最終製品であるSIMOXウェーハの欠陥との間に密接な関係があることが分かる。
しかし、上記特許文献1に示されたSIMOXウェーハの欠陥検査方法では、SOI層をアルカリ洗浄することで微小エッチピットを発生させ、更にフッ酸水溶液により埋込み酸化膜層を除去するため、ウェーハを破壊して検査を行なわなければならない問題があった。
また、上記特許文献2に示されたSOI基体の欠陥検出方法では、ウェーハを破壊して検査を行う必要があるとともに、全てのウェーハに対して検査を行うことができない問題点もあった。
しかし、上記特許文献1に示されたSIMOXウェーハの欠陥検査方法では、SOI層をアルカリ洗浄することで微小エッチピットを発生させ、更にフッ酸水溶液により埋込み酸化膜層を除去するため、ウェーハを破壊して検査を行なわなければならない問題があった。
また、上記特許文献2に示されたSOI基体の欠陥検出方法では、ウェーハを破壊して検査を行う必要があるとともに、全てのウェーハに対して検査を行うことができない問題点もあった。
本発明の目的は、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥をHF欠陥として顕在化させずに非破壊で迅速にかつ極めて高い確率で推定できる、SIMOXウェーハの検査方法を提供する。
本発明の別の目的は、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥をHF欠陥として顕在化させずに非破壊で迅速に確認して選別することにより、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハを製造できる、SIMOXウェーハの製造方法を提供する。
本発明の別の目的は、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥をHF欠陥として顕在化させずに非破壊で迅速に確認して選別することにより、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハを製造できる、SIMOXウェーハの製造方法を提供する。
本発明者は、酸素イオンの分割注入を用いたSIMOXウェーハの製造工程において、酸素イオンを注入した後毎に、シリコンウェーハ表面のパーティクルをその座標位置を含めて測定して得られた各工程でのパーティクルマップと、最終製品であるSIMOXウェーハの表面欠陥の種類と位置を測定して得られた欠陥マップとを比較した。その結果、デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥と、複数の酸素イオンの注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に、極めて良い対応関係を見出し、本発明をなすに至った。
請求項1に係る発明は、図1〜図3に示すように、酸素イオンを複数回に分けて注入したシリコンウェーハ11を熱処理することにより、埋込み酸化膜層12上にSOI層13が形成されたSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの有無を検査する方法の改良である。
その特徴ある構成は、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製し、複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10の貫通欠陥13aの数を推定するところにある。
この請求項1に記載されたSIMOXウェーハの検査方法では、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥13aの数を、HF欠陥12aとして顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。
請求項1に係る発明は、図1〜図3に示すように、酸素イオンを複数回に分けて注入したシリコンウェーハ11を熱処理することにより、埋込み酸化膜層12上にSOI層13が形成されたSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの有無を検査する方法の改良である。
その特徴ある構成は、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製し、複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10の貫通欠陥13aの数を推定するところにある。
この請求項1に記載されたSIMOXウェーハの検査方法では、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥13aの数を、HF欠陥12aとして顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、更にパーティクルマップの解析が、複数の酸素イオンの注入工程にわたって常に同じ位置に存在する不動点パーティクルの抽出であることを特徴とする。
この請求項2に記載されたSIMOXウェーハの検査方法では、デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥と、複数の酸素イオンの注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に相関関係があるため、この不動点パーティクルを抽出することにより、上記貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。
この請求項2に記載されたSIMOXウェーハの検査方法では、デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥と、複数の酸素イオンの注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に相関関係があるため、この不動点パーティクルを抽出することにより、上記貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。
請求項3に係る発明は、図1〜図3に示すように、シリコンウェーハ11に酸素イオンを複数回に分けて注入する工程と、この酸素イオンを注入したシリコンウェーハ11を熱処理することによりシリコンウェーハ11の内部に埋込み酸化膜層12を形成するとともに表面にSOI層13を形成する工程とを含むSIMOXウェーハの製造方法の改良である。
その特徴ある構成は、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製する工程と、複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの数を推定する工程とを更に含むところにある。
この請求項3に記載されたSIMOXウェーハの製造方法では、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥13aの数を、HF欠陥12aとして顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。これにより不良品となる確率の高いウェーハ11を熱処理前という早い段階で排除できるので、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハ10を製造できる。
その特徴ある構成は、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ11表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製する工程と、複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10のSOI層13を貫通する貫通欠陥13aの数を推定する工程とを更に含むところにある。
この請求項3に記載されたSIMOXウェーハの製造方法では、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥13aの数を、HF欠陥12aとして顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。これにより不良品となる確率の高いウェーハ11を熱処理前という早い段階で排除できるので、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハ10を製造できる。
以上述べたように、本発明によれば、複数回の酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製し、複数のパーティクルマップを解析することにより熱処理を行う前にSIMOXウェーハの貫通欠陥の数を推定したので、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。この結果、不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前に排除できる。
またパーティクルマップの解析が、複数の酸素イオンの注入工程にわたって常に同じ位置に存在する不動点パーティクルの抽出であれば、デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥と、複数の酸素イオンの注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に相関関係があるため、この不動点パーティクルを抽出することにより、上記貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。この結果、不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前に排除できる。
更にSIMOXウェーハの製造工程の途中に上記検査方法による工程を含めば、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。この結果、不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前という早い段階で排除できるので、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハを製造できる。
またパーティクルマップの解析が、複数の酸素イオンの注入工程にわたって常に同じ位置に存在する不動点パーティクルの抽出であれば、デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥と、複数の酸素イオンの注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に相関関係があるため、この不動点パーティクルを抽出することにより、上記貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。この結果、不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前に排除できる。
更にSIMOXウェーハの製造工程の途中に上記検査方法による工程を含めば、デバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥の数を、HF欠陥として顕在化させず、破壊せず、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。この結果、不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前という早い段階で排除できるので、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハを製造できる。
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、SIMOXウェーハ10の製造方法は、シリコンウェーハ11に酸素イオンを注入する工程と、酸素イオンを注入したウェーハ11を洗浄する工程と、この洗浄したウェーハ11を熱処理(高温アニール)することによりウェーハ11の内部に埋込み酸化膜層12を形成する工程とを含む。この実施の形態では、酸素イオン注入を3段階に分けて行う。またウェーハ11の洗浄方法としては、SC−1洗浄液を用いた洗浄方法、硫酸と過酸化水素と純水の混合液を用いた洗浄方法、塩酸と過酸化水素と純水の混合液を用いた洗浄方法、オゾン水及び濃度0.2〜2重量%のフッ酸水溶液を用いた洗浄方法、又はこれらの洗浄方法を組合せた洗浄方法などが挙げられる。チョクラルスキー法で引上げられたシリコンインゴットはスライスして表面を研磨した後に、第1洗浄工程で洗浄される(図1)。この洗浄されたウェーハには、1回目の酸素イオンの注入を行う(第1酸素イオン注入工程)。この第1酸素イオン注入は、ウェーハを300〜500℃に加熱した状態で酸素イオンのドーズ量が5×1016〜2×1017atoms/cm2で行う。
図1〜図3に示すように、SIMOXウェーハ10の製造方法は、シリコンウェーハ11に酸素イオンを注入する工程と、酸素イオンを注入したウェーハ11を洗浄する工程と、この洗浄したウェーハ11を熱処理(高温アニール)することによりウェーハ11の内部に埋込み酸化膜層12を形成する工程とを含む。この実施の形態では、酸素イオン注入を3段階に分けて行う。またウェーハ11の洗浄方法としては、SC−1洗浄液を用いた洗浄方法、硫酸と過酸化水素と純水の混合液を用いた洗浄方法、塩酸と過酸化水素と純水の混合液を用いた洗浄方法、オゾン水及び濃度0.2〜2重量%のフッ酸水溶液を用いた洗浄方法、又はこれらの洗浄方法を組合せた洗浄方法などが挙げられる。チョクラルスキー法で引上げられたシリコンインゴットはスライスして表面を研磨した後に、第1洗浄工程で洗浄される(図1)。この洗浄されたウェーハには、1回目の酸素イオンの注入を行う(第1酸素イオン注入工程)。この第1酸素イオン注入は、ウェーハを300〜500℃に加熱した状態で酸素イオンのドーズ量が5×1016〜2×1017atoms/cm2で行う。
次いで1回目の酸素イオンを注入したウェーハ表面のパーティクルの位置データをパーティクルカウンタ等を用いて測定し、第1パーティクルマップを作製した後に、洗浄して2回目の酸素イオンの注入を行う(第2酸素イオン注入工程)。この第2酸素イオン注入は、ウェーハを300〜500℃に加熱した状態で酸素イオンのドーズ量が5×1016〜2×1017atoms/cm2で行う。次に2回目の酸素イオンを注入したウェーハ表面のパーティクルの位置データをパーティクルカウンタ等を用いて測定し、第2パーティクルマップを作製した後に、洗浄して3回目の酸素イオンの注入を行う(第3酸素イオン注入工程)。この第3酸素イオン注入は、ウェーハを室温に保持した状態で酸素イオンのドーズ量が1×1015〜1×1017atoms/cm2で行う。更に3回目の酸素イオンを注入したウェーハ表面のパーティクルの位置データをパーティクルカウンタ等を用いて測定し、第3パーティクルマップを作製した後、第1〜第3パーティクルマップの座標比較を行う。具体的には、第1〜第3パーティクルマップの解析は、第1〜第3酸素イオン注入工程にわたって常に同じ位置に存在する不動点パーティクルを抽出する。
デバイス工程において大きな影響を及ぼす貫通欠陥13a(図3(a)及び図3(b))と、第1〜第3酸素イオン注入工程において常に同じ位置に検出される不動点パーティクルとの間に相関関係があるため、上記不動点パーティクルを抽出することにより、熱処理を行う前にSIMOXウェーハ10の貫通欠陥13aの数を推定することができる。抽出された不動点パーティクルの数が所定値以上であるウェーハは不良品として排除される。このようにデバイス工程に影響を及ぼす貫通欠陥13aの数を、HF欠陥12a(図3(b))として顕在化させずかつ破壊することなく、迅速にかつ極めて高い確率で推定することができる。従って、不良品と推定されたウェーハ、即ち不良品となる確率の高いウェーハを熱処理前という早い段階で排除できるので、製品歩留まりを低下させることなく、高品質のSIMOXウェーハ10を製造できる。一方、良品と推定されたウェーハは洗浄後、熱処理(高温アニール)されてSIMOXウェーハ10となる。また上記貫通欠陥13aは、SOI層13を貫通して埋込み酸化膜層12に達する欠陥である。
なお、各酸素イオンの注入直後のパーティクルの測定では、可能な限り小さいサイズのパーティクルから測定することが好ましい。しかし、通常、鏡面加工を行ったウェーハに酸素イオンを注入すると、その表面に微小な凹凸(荒れ)が形成され、この微小は凹凸がパーティクル測定時にヘイズとして現れる。このヘイズと表面に付着したパーティクルとを区別して検出するために、パーティクルのサイズの検出下限値を0.2μm程度にすることが好ましい。
また、パーティクルの測定にパーティクルカウンタを用いた場合、測定するウェーハに対して入射光を斜め方向から入射するタイプのパーティクルカウンタ(例えば、KLA-Tencor社製のSP1-TBIのOblique Mode)を使用するとヘイズの影響を抑制できる。
また、上記パーティクルマップの座標比較では、2つのパーティクルマップにおいて、一方のパーティクルマップ上のパーティクルの位置に対して、他方のパーティクルマップ上のその位置を中心とする半径400μm以内の範囲にパーティクルが検出された場合、これら2つのパーティクルを同一のパーティクル(不動点パーティクル)とみなす処理を行う。
更に、この実施の形態では、シリコンウェーハへの酸素イオン注入を3回に分けて行ったが、シリコンウェーハへの酸素イオン注入を2回に分けてもよく、或いは4回以上に分けてもよい。
また、パーティクルの測定にパーティクルカウンタを用いた場合、測定するウェーハに対して入射光を斜め方向から入射するタイプのパーティクルカウンタ(例えば、KLA-Tencor社製のSP1-TBIのOblique Mode)を使用するとヘイズの影響を抑制できる。
また、上記パーティクルマップの座標比較では、2つのパーティクルマップにおいて、一方のパーティクルマップ上のパーティクルの位置に対して、他方のパーティクルマップ上のその位置を中心とする半径400μm以内の範囲にパーティクルが検出された場合、これら2つのパーティクルを同一のパーティクル(不動点パーティクル)とみなす処理を行う。
更に、この実施の形態では、シリコンウェーハへの酸素イオン注入を3回に分けて行ったが、シリコンウェーハへの酸素イオン注入を2回に分けてもよく、或いは4回以上に分けてもよい。
次に本発明の実施例を詳しく説明する。
<実施例1>
図1に示すように、直径300mmのシリコンウェーハに酸素イオンを3回に分けて注入し、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して3つのパーティクルマップを作製した。また各パーティクルの位置データの測定後に、ウェーハを洗浄した。上記パーティクルの位置データはKLA-Tencor社製のSP1-TBIを用いて測定し、測定モードをOblique Modeとし、検出下限値を0.2μmとした。その結果を表1及び表2に示す。表1において、「パーティクル数」とは各酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの数であり、「HF欠陥と一致するパーティクル数」とは最終製品であるSIMOXウェーハの表面に存在する貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)と座標が一致したパーティクルの数であり、「HF欠陥率」とは貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)と座標が一致したパーティクルの数を製造工程中に検出されたパーティクルの数で割った値を百分率で示している。また表2において、「第1酸素イオン注入のみ」とは第1酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数であり、「第2酸素イオン注入のみ」とは第2酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数であり、「第3酸素イオン注入のみ」とは第3酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数である。また表2において、「第1及び第2酸素イオン注入」とは第1酸素イオン注入後の測定と第2酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数であり、「第2及び第3酸素イオン注入」とは第2酸素イオン注入後の測定と第3酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数であり、「第3及び第1酸素イオン注入」とは第3酸素イオン注入後の測定と第1酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数である。更に「第1〜第3酸素イオン注入」とは第1酸素イオン注入後の測定と第2酸素イオン注入後の測定と第3酸素イオン注入後の全てにおいて同一座標に検出されたパーティクルの数である。
<実施例1>
図1に示すように、直径300mmのシリコンウェーハに酸素イオンを3回に分けて注入し、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して3つのパーティクルマップを作製した。また各パーティクルの位置データの測定後に、ウェーハを洗浄した。上記パーティクルの位置データはKLA-Tencor社製のSP1-TBIを用いて測定し、測定モードをOblique Modeとし、検出下限値を0.2μmとした。その結果を表1及び表2に示す。表1において、「パーティクル数」とは各酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの数であり、「HF欠陥と一致するパーティクル数」とは最終製品であるSIMOXウェーハの表面に存在する貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)と座標が一致したパーティクルの数であり、「HF欠陥率」とは貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)と座標が一致したパーティクルの数を製造工程中に検出されたパーティクルの数で割った値を百分率で示している。また表2において、「第1酸素イオン注入のみ」とは第1酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数であり、「第2酸素イオン注入のみ」とは第2酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数であり、「第3酸素イオン注入のみ」とは第3酸素イオン注入後の測定のみで検出されたパーティクルの数である。また表2において、「第1及び第2酸素イオン注入」とは第1酸素イオン注入後の測定と第2酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数であり、「第2及び第3酸素イオン注入」とは第2酸素イオン注入後の測定と第3酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数であり、「第3及び第1酸素イオン注入」とは第3酸素イオン注入後の測定と第1酸素イオン注入後の測定の両方で同一座標に検出されたパーティクルの数である。更に「第1〜第3酸素イオン注入」とは第1酸素イオン注入後の測定と第2酸素イオン注入後の測定と第3酸素イオン注入後の全てにおいて同一座標に検出されたパーティクルの数である。
表1から明らかなように、貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)と一致するパーティクル数の割合はいずれの酸素イオン注入工程後でも数%以下であることが分かった。
また表2から明らかなように、複数の酸素イオン注入後のパーティクルの位置座標と同一座標に検出された不動点パーティクルが、最終製品であるSIMOXウェーハの貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)となる割合が大きいことが分かった。
また表2から明らかなように、複数の酸素イオン注入後のパーティクルの位置座標と同一座標に検出された不動点パーティクルが、最終製品であるSIMOXウェーハの貫通欠陥(HF欠陥として観察される。)となる割合が大きいことが分かった。
<実施例2>
図1に示すように、直径200mmのシリコンウェーハに酸素イオンを3回に分けて注入し、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して3つのパーティクルマップを作製した。また各パーティクルの位置データの測定後に、ウェーハを洗浄した。上記パーティクルの位置データはKLA-Tencor社製のSFS6420を用いて測定し、検出下限値を0.2μmとした。その結果を図4及び図5に示す。図4において、横軸に、各ウェーハの第1酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの位置座標と第2酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの位置座標とが一致するパーティクル数(不動点パーティクルの数)を示し、縦軸に各ウェーハのHF欠陥(最終製品であるSIMOXウェーハ表面の貫通欠陥の存在により発生する。)の数を示す。また図5において、横軸に、各ウェーハの第1酸素イオン注入後と第2酸素イオン注入後に検出されたシリコンウェーハ表面のパーティクルの総数を示し、縦軸に各ウェーハのHF欠陥(最終製品であるSIMOXウェーハ表面の貫通欠陥の存在により発生する。)の数を示す。
図4と図5を比較すると明らかなように、不動点パーティクルとHF欠陥(貫通欠陥)との間に比例関係が成立する、即ち不動点パーティクルとHF欠陥(貫通欠陥)との間に相関関係があることが分かった。
図1に示すように、直径200mmのシリコンウェーハに酸素イオンを3回に分けて注入し、酸素イオンを注入した後毎にシリコンウェーハ表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して3つのパーティクルマップを作製した。また各パーティクルの位置データの測定後に、ウェーハを洗浄した。上記パーティクルの位置データはKLA-Tencor社製のSFS6420を用いて測定し、検出下限値を0.2μmとした。その結果を図4及び図5に示す。図4において、横軸に、各ウェーハの第1酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの位置座標と第2酸素イオン注入後に検出されたパーティクルの位置座標とが一致するパーティクル数(不動点パーティクルの数)を示し、縦軸に各ウェーハのHF欠陥(最終製品であるSIMOXウェーハ表面の貫通欠陥の存在により発生する。)の数を示す。また図5において、横軸に、各ウェーハの第1酸素イオン注入後と第2酸素イオン注入後に検出されたシリコンウェーハ表面のパーティクルの総数を示し、縦軸に各ウェーハのHF欠陥(最終製品であるSIMOXウェーハ表面の貫通欠陥の存在により発生する。)の数を示す。
図4と図5を比較すると明らかなように、不動点パーティクルとHF欠陥(貫通欠陥)との間に比例関係が成立する、即ち不動点パーティクルとHF欠陥(貫通欠陥)との間に相関関係があることが分かった。
10 SIMOXウェーハ
11 シリコンウェーハ
12 埋込み酸化膜層
12a HF欠陥
13 SOI層
13a 貫通欠陥
11 シリコンウェーハ
12 埋込み酸化膜層
12a HF欠陥
13 SOI層
13a 貫通欠陥
Claims (3)
- 酸素イオンを複数回に分けて注入したシリコンウェーハ(11)を熱処理することにより、埋込み酸化膜層(12)上にSOI層(13)が形成されたSIMOXウェーハ(10)の前記SOI層(13)を貫通する貫通欠陥(13a)の有無を検査する方法において、
前記酸素イオンを注入した後毎に前記シリコンウェーハ(11)表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製し、
前記複数のパーティクルマップを解析することにより前記熱処理を行う前に前記SIMOXウェーハ(10)の貫通欠陥(13a)の数を推定する
ことを特徴とするSIMOXウェーハの検査方法。 - パーティクルマップの解析が、複数の酸素イオンの注入工程にわたって常に同じ位置に存在する不動点パーティクルの抽出である請求項1記載のSIMOXウェーハの検査方法。
- シリコンウェーハ(11)に酸素イオンを複数回に分けて注入する工程と、前記酸素イオンを注入したシリコンウェーハ(11)を熱処理することにより前記シリコンウェーハ(11)の内部に埋込み酸化膜層(12)を形成するとともに表面にSOI層(13)を形成する工程とを含むSIMOXウェーハの製造方法において、
前記酸素イオンを注入した後毎に前記シリコンウェーハ(11)表面上に存在するパーティクルの位置データを測定して複数のパーティクルマップを作製する工程と、
前記複数のパーティクルマップを解析することにより前記熱処理を行う前にSIMOXウェーハ(10)のSOI層(13)を貫通する貫通欠陥(13a)の数を推定する工程と
を更に含むSIMOXウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004034480A JP2005228848A (ja) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | Simoxウェーハの検査方法及びそのsimoxウェーハの製造方法 |
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ID=35003332
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JP (1) | JP2005228848A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010021299A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Sumco Corp | Simoxウェーハの製造方法 |
US7737043B2 (en) | 1920-05-17 | 2010-06-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Inspection method of compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, surface treatment method of compound semiconductor substrate, and method of producing compound semiconductor crystal |
-
2004
- 2004-02-12 JP JP2004034480A patent/JP2005228848A/ja active Pending
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