JP2011124354A - Ｓｏｉウェーハの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＩウェーハの支持基板層中に存在する不純物金属及び積層欠陥を区別して簡便且つ低コストに検査することが可能な方法を提供する。
【解決手段】支持基板層（１３）上に埋め込み酸化膜層（１２）を有するとともに該埋め込み酸化膜層（１２）上にＳＯＩ層（１１）を有するＳＩＭＯＸウェーハ（１０）に関して、支持基板層（１３）中の欠陥を検査する方法は、ＳＯＩ層（１１）及び酸化膜層（１２）を除去し、続いて支持基板層（１３）をエッチング液により選択エッチングして表面に存在する欠陥をエッチピットとして顕在化させ、エッチピットのサイズをカウンタにより測定し、前記サイズが１μｍ以上の場合には不純物金属に起因するものと同定することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＳＯＩウェーハ中の欠陥及び／又は不純物金属を検出するＳＯＩウェーハの検査方法に関するものであり、特に、ＳＩＭＯＸ法により得られたＳＯＩウェーハ中の積層欠陥及びニッケルの選択検出を行うＳＯＩウェーハの検査方法に関するものである。

近年、デバイス性能の更なる向上に向けて、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造が注目されている。図１に示すように、ＳＯＩ構造を有するウェーハ（以降、「ＳＯＩウェーハ」と称する）１０は、シリコンからなる支持基板層１３上に二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる酸化膜層１２と、シリコンからなるＳＯＩ層（活性層）１１とが順次形成されてなり、通常のシリコン基板において素子と基板との間に発生していた寄生容量が抑制されるため、デバイスの高速化、高耐圧化、低消費電力化等の実現が期待できる。

こうしたＳＯＩウェーハにおいて、最近では、酸化膜層１２と支持基板層１３との間に、例えば静電気放電（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ＥＳＤ）素子を形成することが提案されており（例えば、特許文献１参照）、ＳＯＩウェーハ１０の表面のみならず、今後は酸化膜層１２の下の領域に素子を形成する機会が増加するものと予想される。

ＳＯＩウェーハを製造する方法として、主に、貼り合わせ法と、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）法とが存在する。

貼り合わせ法は、表面酸化されたシリコン支持基板と、デバイスを製造する活性基板を貼り合わせて１２００℃程度の高温にて熱処理を施し、支持基板の酸化膜と活性基板のシリコンを結合させることによりＳＯＩウェーハを製造する方法である。

一方、ＳＩＭＯＸ法は、ポリッシュト・ウェーハ（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ Ｗａｆｅｒ，ＰＷ）に酸素イオンを注入した後に高温アニールを施し、ウェーハ表面から所定の深さの位置に埋め込み酸化膜（Ｂｕｒｉｅｄ ＯＸｉｄｅ，ＢＯＸ）層を形成することによりＳＯＩウェーハを製造する方法である。ＳＩＭＯＸ法は貼り合わせ法に比べて製造プロセスがシンプルであり、コストの面で有利である。

ＳＩＭＯＸ法により得られたＳＯＩウェーハ（以降、「ＳＩＭＯＸウェーハ」と称する）には、ＢＯＸ層下の支持基板層中に積層欠陥が形成される。こうした積層欠陥により、マスクのアラインメントに不整合を生じる。

また、ＳＩＭＯＸウェーハにおいては、製造プロセスのアニール処理におけるニッケル等の金属汚染が以前から問題となっていた。上述のようにＢＯＸ層下にデバイスが形成されるようになると、支持基板層中のニッケル等の不純物金属や積層欠陥がリーク電流を発生させるため、デバイス性能が低下する。従って、ＳＩＭＯＸウェーハの量産過程において金属汚染や積層欠陥を低減して品質の向上を図ることが必要であり、そのためにはＳＩＭＯＸウェーハ中に存在する不純物金属と積層欠陥を区別した検査が可能であるとともに、簡便且つ低コストに検査できる方法を確立することが望まれる。

従来、こうした欠陥の検査は、主に透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＴＥＭ）により行われていた（例えば、特許文献２参照）。

米国特許第６０７４８９９号明細書 特開２００３−３４７５２７号明細書

しかし、ＴＥＭによる検査方法では、ニッケル等の不純物金属と積層欠陥と区別して検査する以前に、不純物金属の観察自体が困難である。

また、ＴＥＭにより欠陥の検査を行うためには、ＦＩＢ法、イオンミリング法、電解研磨法などにより解析に必要な試料を薄膜加工する必要があり、これには多くの時間、労力及びコストを必要とする。実際、１サンプル当たりの検査に一週間程度の時間を要するため、ＳＩＭＯＸウェーハの量産過程における検査方法に適しているとは言い難い。

そこで本発明の目的は、ＳＯＩウェーハにおける支持基板層中に存在する不純物金属及び積層欠陥を区別して検出することが可能な方法を、簡便且つ低コストの下に提供することにある。

発明者は、上記課題を解決する検査方法を鋭意検討した結果、ＳＯＩウェーハの支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を、選択エッチングにより形成されたエッチピットのサイズに基づいて同定することが可能であることを知見した。また、積層欠陥は、支持基板層の酸化膜層側に局在し、一方、不純物金属は支持基板層中に延在していることを見出し、支持基板層を所定の深さまで除去して選択エッチング処理を施すことにて不純物金属と欠陥との選択検出が可能であることを想到し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によるＳＯＩウェーハの検査方法は、支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を検出するに当たり、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去し、次いで該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットのサイズを測定し、得られたサイズから不純物金属及び積層欠陥を検出することを特徴とするものである。これにより、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中に存在する不純物金属及び積層欠陥を区別して簡便且つ低コストで検査することができる。

また、本発明によるＳＯＩウェーハの検査方法は、支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属を検出するに当たり、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去し、次いで支持基板層を３３０オングストローム以上の厚さにわたり除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、不純物金属を検出することを特徴とするものである。これにより、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中に存在する不純物金属を簡便且つ低コストで検査することができる。

また、本発明によるＳＯＩウェーハの検査方法は、支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を検出するに当たり、第1のＳＯＩウェーハに対して、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、次いで第２のＳＯＩウェーハに対して、前記支持基板層を３３０オングストローム以上の所定の深さまで除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、前記第1のＳＯＩウェーハの前記支持基板層の表面におけるエッチピットの個数から前記第２のＳＯＩウェーハの前記支持基板層の所定の深さにおけるエッチピットの個数を差し引くことにより前記支持基板層の表面における積層欠陥の個数を決定することを特徴とするものである。これにより、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中に存在する積層欠陥を簡便且つ低コストで検査することができる。

また、本発明によるＳＯＩウェーハの検査方法において、前記不純物金属はニッケルであることを特徴とするものである。

また、前記選択エッチングに使用するエッチング液は、セコ液、ライト液、ジルトル液、シュメール液のいずれかであることが好ましい。

また、前記ＳＯＩ層の除去を、アルカリエッチング、ＳＣ１洗浄、オゾン及びフッ酸による洗浄のいずれかにより行うことをことが好ましい。

また、前記酸化膜層の除去をフッ酸により行うことが好ましい。

また、前記支持基板層の除去を枚葉洗浄機により行うことが好ましい。

また、前記エッチピットの個数を、微分干渉顕微鏡、レーザ顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査型電子顕微鏡のいずれかにより測定することが好ましい。

本発明によれば、ＳＯＩウェーハの支持基板層中に存在する不純物金属及び積層欠陥を区別して、簡便且つ低コストに検査することができる。

ＳＯＩウェーハの構造を示す図である。 （ａ）セコエッチングにより得られたエッチピットの写真、及び（ｂ）得られたエッチピットのサイズ分布を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれＩＧ層を有していないＳＩＭＯＸサンプル、ＩＧ層を有するＳＩＭＯＸサンプル、ＩＧ層を有していないアニール処理を施したＰＷサンプル、及びＩＧ層を有するアニール処理を施したＰＷサンプルにおけるエッチピットのサイズ分布を示す図である。 ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層における（ａ）深さとエッチピットの密度、及び（ｂ）深さとエッチピットのサイズ分布の関係を示す図である。 本発明の選択エッチング法によるＳＩＭＯＸウェーハの支持基板中の不純物金属及び積層欠陥を区別して検査する方法のフローチャートを示す図である。 本発明の選択エッチング法によるＳＩＭＯＸウェーハの支持基板中の不純物金属を検査する方法のフローチャートを示す図である。 本発明の選択エッチング法によるＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の積層欠陥を検査する方法のフローチャートを示す図である。

以下、本発明によるＳＯＩウェーハを検査する方法について、図面を参照して説明する。

ここで、本発明を導くに至った実験結果について詳しく説明する。まず、８ｍｏｌ／ｌの水酸化カリウム水溶液によりＳＯＩ層を除去した後に、１０％のフッ酸によりＢＯＸ層を除去し、その後０．１５ｍｏｌ／ｌの二クロム酸カリウムと５０％のフッ酸、及び純水を体積比において１：２：３で混合したセコ液により３０分間、セコエッチングを施して支持基板層表面にエッチピットを形成させ（取代約３μｍ）、（例えばＫＳオリンパス／ニレコ）自動欠陥検査装置（カウンタ）により得られたエッチピットの個数及びサイズを測定した。

図２（ａ）は、支持基板層表面をセコエッチングした後に、光学顕微鏡の一つである微分干渉顕微鏡にて支持基板層表面を観察した際の写真である。図のように、エッチピットは黒いドットとして観察され、その個数及びサイズをカウンタにより測定した。

図２（ｂ）は、測定されたエッチピットのサイズと個数との関係を示すヒストグラムである。図のように、０．８〜１．０μｍの位置にピークを有するサイズ分布が得られた。このサイズ分布はピークに対して非対称構造であり、またピーク位置よりも小さいサイズ側にエッチピットの個数が多いことから、２種以上の欠陥が関与している可能性がある。測定される欠陥としては、主に、ＢＯＸ層の形成過程で生じる積層欠陥と、アニールプロセスにおける汚染により注入されるニッケルの２つが考えられる。

そこで、上記の測定された欠陥を同定するための実験を行った。即ち、図３は、イントリンジック・ゲッタリング（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ，ＩＧ）層の有無とエッチピットのサイズ分布との関係を示す図である。サンプルとしては、ＳＩＭＯＸウェーハサンプル（以降、「ＳＩＭＯＸサンプル」と称する）と、比較のためにポリッシュト・ウェーハサンプル（以降、「ＰＷサンプル」と称する）の２つを用意した。ＰＷサンプルにはニッケル及び積層欠陥の双方とも存在していないため、ＰＷサンプルに対してアニール処理を施してニッケルによる汚染を発生させることにより、ニッケルに起因する欠陥がどのようなサイズ分布を有するか明らかにした。

図３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれＩＧ層を有していないＳＩＭＯＸサンプル、ＩＧ層を有するＳＩＭＯＸサンプル、ＩＧ層を有していないアニール処理を施したＰＷサンプル、及びＩＧ層を有するアニール処理を施したＰＷサンプルにおけるエッチピットのサイズ分布を示している。尚、図３（ａ）のエッチピットのサイズ分布は図２（ｂ）と同一である。

まず、図３（ｃ）に示す、ＩＧ層を有していないアニール処理を施したＰＷサンプルにおける結果に注目すると、０．８〜１．０μｍの位置にピークが存在していることが分かる。図３（ｃ）のＰＷサンプルはアニール処理においてニッケルにより汚染されていることから、このピークはニッケルに起因するものである。このことは、図３（ｄ）のＩＧ層を有するＰＷサンプルにおいて、欠陥そのものが消失していることからも明らかである。

図３（ａ）を見ると、図３（ｃ）においてニッケルに起因すると同定された０．８〜１．０μｍに位置するピークは、図３（ａ）においても存在する。従って、ＳＩＭＯＸサンプル中の０．８〜１．０μｍに位置するピークに関しても、ニッケルに起因するものであると同定できる。

図３（ｂ）を見ると、図３（ａ）に存在したニッケルに起因する欠陥は、ＩＧ層の存在により消失しており、代わりに０．４〜０．６μｍにピークを有する新たなサイズ分布が出現している。つまり、図３（ａ）のサイズ分布は一見１つのピークしか有していないが、ニッケルに起因する０．８〜１．０μｍの位置にピークを有するサイズ分布と０．４〜０．６μｍの位置にピークを有するサイズ分布とを足し合わせたものであることが分かる。また新たに出現したサイズ分布において、エッチピットのサイズは最大でも１μｍ未満であることが分かる。

この０．４〜０．６μｍに位置するピークの起源となる欠陥は積層欠陥である可能性が高いが、このピークについては更なる検査結果と合わせて検討することにする。

図４（ａ）は、支持基板層表面からの深さとエッチピットの密度との関係を示す図である。エッチピットの検出は、ＳＩＭＯＸウェーハをＳＯＩ層及びＢＯＸ層を除去した後に、枚葉洗浄機により支持基板層を表面から深さ方向に３３０Åずつエッチングし、その後、上述の条件にてセコエッチングを施した後に行っている。図から、支持基板層のエッチングによる取り代が０、即ち支持基板層の表面については、エッチピットの個数は１．２×１０^７／ｃｍ^３程度であるのに対し、界面からの深さが３３０Åの場合には９．０×１０^６／ｃｍ^３程度であり、それより深い領域においてもほぼ一定であることが分かる。

図４（ｂ）は、支持基板層表面からの深さとエッチピットのサイズ分布との関係を示す図である。図４（ｂ−１）は、図２（ｂ）及び図３（ａ）と同様にＳＩＭＯＸサンプルに対するサイズ分布であるが、０．４〜０．６μｍ、及び１．２〜１．４μｍの位置に２つの明確なピークが観察されており、このサイズ分布の相違はアニール炉におけるニッケルの汚染量の相違によるものと考えられる。この図４及び図３の結果を総合すると、１．２〜１．４μｍに位置するピークはニッケルに起因し、０．４〜０．６μｍに位置するピークは積層欠陥に起因するものと考えられる。

１．２〜１．４μｍに位置するピークに注目すると、支持基板層表面からの深さが増加するにつれてピークの大きさが減少するとともに、サイズの小さな方向にややシフトし、深さが１９８０Åの領域においては０．８〜１．０μｍに位置している。このピークシフトは、ニッケルのクラスターサイズが深さとともに小さくなっているためと考えられる。

一方、０．４〜０．６μｍに位置するピークについてはピークの位置が変化せずに図３（ｂ）と同じ位置に存在しており、また支持基板層表面から３３０Åよりも深い領域においては存在していない。つまり、０．４〜０．６μｍに位置するピークの起源となる欠陥は、ＢＯＸ層と支持基板層の界面のごく近傍にのみ存在することが分かる。このピークは積層欠陥に起因している可能性が高く、そうであるならば、以下のように図４（ｂ）の結果をよく説明できる。

即ち、四面体型構造又はピラミッド型構造を有する積層欠陥においては、積層欠陥領域と完全結晶領域との境界には部分転位（又は部分転位の合成により得られた完全転位）が形成されているため、周囲のシリコン格子は大きく歪められている。こうした周囲のシリコン格子を歪ませる積層欠陥がＳＩＭＯＸウェーハに存在する場合、格子歪みがほぼ存在しない支持基板層の深い領域よりも、格子不整合により歪み分布を有するＢＯＸ層と支持基板層との界面近傍の領域に存在する方がエネルギー的に安定である（ＳｉＯ_２とＳｉと界面の格子不整合度は小さいが存在する）。つまり、０．４〜０．６μｍに位置するピークが積層欠陥に起因するものであるならば、図４（ｂ）の結果と整合する。そこで、本発明においては、０．４〜０．６μｍに位置するピークは積層欠陥に起因するものと見なす。

以上の結果をまとめると、ＳＩＭＯＸウェーハ中に形成される欠陥のうち、１．２〜１．４μｍに位置するピークはニッケルに起因し、０．４〜０．６μｍに位置するピークは積層欠陥に起因するものと同定することができる。また、図３（ｂ）に示したように、積層欠陥に起因するエッチピットのサイズは最大でも１μｍ未満であるため、１μｍのエッチピットサイズを境界としてニッケルと積層欠陥を区別して検出できる。即ち、選択エッチングにより得られたエッチピットのサイズを測定し、得られたエッチピットのサイズが１μｍ以上の場合には不純物金属に起因するものとして検出することができる。一方、サイズが１μｍ未満のエッチピットには積層欠陥に起因するものが含まれている。

図５は、本発明のセコエッチング法によりＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の不純物金属を検出する検査方法のフローチャートである。まず、ステップＳ１にて、所定の除去方法によりＳＯＩ層を除去する。除去方法としては、例えば、アルカリエッチングやＳＣ１洗浄、又はオゾンとフッ酸を使用した洗浄などを選択することができ、アルカリエッチングにおけるエッチング液としては、例えば水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液を使用することができる。次いて施されるＢＯＸ層の除去のために、ＢＯＸ層との選択比を大きくすることが好ましい。

次に、ステップＳ２にて、所定の除去方法によりＢＯＸ層を除去する。この場合の除去方法としては、例えばフッ酸による除去方法を選択することが好ましい。

その後、ステップＳ３にて、検査すべきニッケルを有する支持基板層に対して所定のエッチング液を使用して選択エッチングを施す。エッチング液としては、セコ液、ライト液、ジルトル液、シュメール液等を使用することができる。セコ液に関しては、２クロム酸カリウム、フッ酸、及び純水のそれぞれ濃度とそれらの混合比は、ＢＯＸ層を除去可能であり、且つエッチングレートが作業上許容できる範囲で選択することができ、例えば０．１５ｍｏｌ／ｌの２クロム酸カリウムと、５０％濃度のフッ酸と、純水とを体積比が１：２：３で混合させたものを使用することができる。このようなセコ液などのエッチング液により支持基板層を所定の時間、例えば３０分間エッチング処理を施すことにより、支持基板層中の欠陥をエッチピットとして顕在化させる。

セコエッチング処理において、複数のサンプルに対して検査を行う場合に、エッチングレートが大きい場合には各サンプルに対するエッチングの状態を一定にすることが困難となるため、エッチングの品質が一定となるようにエッチング液における純水の割合を調整することが好ましい。

また、上記エッチングプロセスにおいて、エッチングによる支持基板層の取り代が小さい場合には、選択エッチングの量が少なくなり、ニッケルに起因する欠陥を顕在化することが困難となるので、取り代を２μｍ程度設けることが好ましい。

その後、ステップＳ４において、セコエッチングにより顕在化した支持基板層表面に存在するエッチピットの個数及びサイズを所定のカウンタにより測定する。カウンタとしては、例えば微分干渉光学顕微鏡、レーザ顕微鏡、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＡＦＭ）、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）等を使用することができる。

ステップＳ４において得られたエッチピットのサイズ分布において、該サイズが１μｍ以上をニッケルに起因するものと同定する。

ステップＳ４において得られた支持基板層表面におけるエッチピットの密度が所定の閾値よりも大きい場合には、当該ＳＩＭＯＸウェーハと同一のバッチのウェーハを不適と判断し、製造プロセスから除外するようにするか、ＩＧ層をより厚く形成してニッケルの濃度を低減するように構成することができる。
こうして、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中のニッケルをエッチピットのサイズから速やかに検査することができる。

更に、ニッケルと積層欠陥とをより厳密に区別して検査したい場合には、以下に示す方法が有利に適合する。即ち、上述の実験結果における知見から、積層欠陥が支持基板層表面から３３０Åまでの領域に局在していることから、例えば枚葉洗浄機を使用して支持基板層表面を３３０Å以上洗浄した後にセコエッチングすることにより、エッチピットのサイズを判定する必要なしに支持基板層中のニッケルのみを検出することができる。

一方、積層欠陥は支持基板層表面から３３０Åの深さ領域内に局在しており、また、図４（ａ）から３３０Åよりも深い領域でニッケルに起因する欠陥の密度が一定であることを考慮すると、支持基板層表面から３３０Å以内の領域におけるエッチピットの個数から、支持基板層表面から３３０Å以上深い領域におけるニッケルに起因するエッチピットの個数を差し引くことにより、支持基板層中の積層欠陥のみを検出することができる。

以下に、不純物金属及び積層欠陥をより厳密に区別して検出する方法について説明する。尚、エッチング液や洗浄法等については上記の方法と同じのものを適用することができ、それらの説明は省略する。
図６は、本発明のセコエッチング法によりＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の不純物金属を検出する検査方法のフローチャートである。まず、ステップＳ１１にて、所定の除去方法によりＳＯＩ層を除去する。

次に、ステップＳ１２にて、所定の除去方法によりＢＯＸ層を除去する。この場合の除去方法としては、例えばフッ酸による除去方法を選択することが好ましい。

次に、ステップＳ１３にて、エッチング量の精密な制御が可能な洗浄法により、支持基板層を３３０Å以上の所定の深さまで洗浄して除去する。

その後、ステップＳ１４にて、検査すべきニッケルを有する支持基板層に対して所定のエッチング液を使用して選択エッチングを施す。

選択エッチング処理において、複数のサンプルに対して検査を行う場合に、エッチングレートが大きい場合には各サンプルに対するエッチングの状態を一定にすることが困難となるため、エッチングの品質が一定となるようにエッチング液における純水の割合を調整することが好ましい。

その後、ステップＳ１５において、選択エッチングにより顕在化した支持基板層表面に存在するエッチピットの個数及びサイズを所定のカウンタにより測定する。
こうして、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中のニッケルを検査することができる。

次に、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の積層欠陥を検査する方法について説明する。
図７は、本発明の選択エッチング法によりＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の積層欠陥を検査する方法のフローチャートである。まず、２つのＳＩＭＯＸウェーハを用意し、ステップＳ２１にて、両ＳＩＭＯＸウェーハに対して、例えば、アルカリエッチングやＳＣ１洗浄、又はオゾンとフッ酸を使用した洗浄などによりＳＯＩ層を除去する。

次に、ステップＳ２２にて、両ＳＩＭＯＸウェーハに対して、例えばフッ酸によりＢＯＸ層を除去する。

ステップＳ２３にて、第1のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層に対して所定のエッチング液を使用して選択エッチングを施す。

続いて、ステップＳ２４にて、選択エッチングにより顕在化した第1のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層表面に存在するエッチピットの個数及びサイズを所定のカウンタ、例えば微分干渉光学顕微鏡、レーザ顕微鏡、ＡＦＭ、ＳＥＭ等を使用して測定し、支持基板層表面におけるデータとしてメモリ（図示せず）に格納する。

その後、ステップＳ２５にて、例えば枚葉洗浄機により第２のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層を３３０Å以上の所定の深さまで洗浄して除去する。

その後、ステップＳ２６及びステップＳ２７にて、ステップＳ２３及びステップＳ２４の処理をそれぞれ施し、計測されたエッチピットの個数及びサイズを第２のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層の所定の深さの領域におけるデータとしてメモリ（図示せず）に格納する。

最後に、ステップＳ２８にて、メモリ（図示せず）に格納された第1のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層表面におけるエッチピットの個数からから第２のＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層の所定の深さにおけるエッチピットの個数を差し引くことにより、積層欠陥の個数を決定する。

ステップＳ２３の前に、例えば枚葉洗浄機により支持基板層を３３０Å未満の深さまで除去するように構成することもできる。
こうして、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の積層欠陥を検査することができる。

このように、検査の対象となるＳＩＭＯＸウェーハに対して図５、又は図６及び図７に示す処理を施すことにより、ＢＯＸ層下の支持基板層に存在する不純物金属及び積層欠陥を簡便且つ低コストの下に検査することが可能となり、従来のＴＥＭによる検査では１サンプル当たり一週間要していた検査時間を１／３０日まで低減することができる。つまり、ＳＩＭＯＸウェーハの支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を簡便且つ低コストの下に検査することができる。

以上の検査においてはエッチピットの個数の測定の際にカウンタとして微分干渉顕微鏡を使用したが、他の顕微鏡を使用することもできる。例えばレーザ顕微鏡や原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＡＦＭ）を使用すると、欠陥の検出感度が向上する。一方、検出時間に関しては、微分干渉顕微鏡は１試料あたり１分程度なのに対して、レーザ顕微鏡では５分程度、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＡＦＭ）では２０分の検出時間が必要となる。

このように、レーザ顕微鏡やＡＦＭをカウンタとして使用する場合には、微分干渉顕微鏡に対して欠陥の検出感度に関しては有利であるが、欠陥の検出時間については不利であり、ＳＩＭＯＸウェーハの量産プロセスにおいて許容される検査条件に基づいて、最適なカウンタを適宜選択する。

以上、具体例を挙げて本発明を詳細に説明してきたが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。例えば、ニッケル以外の他の不純物金属についても検査することが可能である。従って、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

本発明によれば、ＳＯＩウェーハの支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を簡便かつ低コストで検査することが可能となるので、ＳＯＩウェーハを量産する際の品質検査に有用である。

１０ ＳＯＩウェーハ
１１ ＳＯＩ層
１２ 酸化膜層
１３ 支持基板層

Claims (9)

1. 支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を検出するに当たり、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去し、次いで該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットのサイズを測定し、得られたサイズから不純物金属及び積層欠陥を検出することを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法。
2. 支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属を検出するに当たり、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去し、次いで支持基板層を３３０オングストローム以上の厚さにわたり除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、不純物金属を検出することを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法。
3. 支持基板層上に酸化膜層及びＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハにおける支持基板層中の不純物金属及び積層欠陥を検出するに当たり、第1のＳＯＩウェーハに対して、前記ＳＯＩ層及び酸化膜層を除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、次いで第２のＳＯＩウェーハに対して、前記支持基板層を３３０オングストローム以上の所定の深さまで除去した後、該支持基板層に選択エッチングを施し、当該支持基板層上に顕在化したエッチピットの個数を測定し、前記第1のＳＯＩウェーハの前記支持基板層の表面におけるエッチピットの個数から前記第２のＳＯＩウェーハの前記支持基板層の所定の深さにおけるエッチピットの個数を差し引くことにより前記支持基板層の表面における積層欠陥の個数を決定することを特徴とするＳＯＩウェーハの検査方法。
4. 前記不純物金属がニッケルであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査方法。
5. 前記選択エッチングに使用するエッチング液は、セコ液、ライト液、ジルトル液、シュメール液のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査方法。
6. 前記ＳＯＩ層の除去を、アルカリエッチング、ＳＣ１洗浄、オゾン及びフッ酸による洗浄のいずれかにより行うことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査方法。
7. 前記酸化膜層の除去をフッ酸により行うことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の検査方法。
8. 前記支持基板層の除去をオゾン及びフッ酸による洗浄、又はＳＣ１洗浄のいずれかにより行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の検査方法。
9. 前記エッチピットの個数を、微分干渉顕微鏡、レーザ顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査型電子顕微鏡のいずれかにより測定することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の検査方法。

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