JP2003194732A - Ｓｏｉウエーハの評価方法 - Google Patents
Ｓｏｉウエーハの評価方法Info
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Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳＯＩウエーハ、特に半導体層に対するＣｕ汚
染などに起因する微小欠陥の検査を簡便に、精度良く評
価できる評価方法を提供することを目的とする。 【解決手段】半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成さ
れたＳＯＩウエーハの評価方法であって、半導体層に存
在する欠陥を顕在化させ、コンフォーカル光学系のレー
ザ顕微鏡で評価する。特に半導体層がシリコンであれ
ば、アンモニア水、過酸化水素水よりなる処理液でエッ
チング処理し、半導体層の一部を除去した後、コンフォ
ーカル光学系のレーザ顕微鏡で評価する。
染などに起因する微小欠陥の検査を簡便に、精度良く評
価できる評価方法を提供することを目的とする。 【解決手段】半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成さ
れたＳＯＩウエーハの評価方法であって、半導体層に存
在する欠陥を顕在化させ、コンフォーカル光学系のレー
ザ顕微鏡で評価する。特に半導体層がシリコンであれ
ば、アンモニア水、過酸化水素水よりなる処理液でエッ
チング処理し、半導体層の一部を除去した後、コンフォ
ーカル光学系のレーザ顕微鏡で評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体層、絶縁
層、支持基板が順次形成されたＳＯＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ又は半導体層
がシリコンの場合、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒの略）ウエーハの評価方法に関する。特にＳＯ
Ｉウエーハの金属汚染の存在を明らかにするＳＯＩウエ
ーハの評価方法に関する。
層、支持基板が順次形成されたＳＯＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ又は半導体層
がシリコンの場合、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒの略）ウエーハの評価方法に関する。特にＳＯ
Ｉウエーハの金属汚染の存在を明らかにするＳＯＩウエ
ーハの評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路はその集積度を著しく増
し、それに伴い鏡面研磨された半導体単結晶ウエーハ表
面の平坦度や平滑度のような加工精度もより厳しい条件
が課されるようになった。しかも、性能・信頼性・歩留
まりの高い集積回路を得る為には、機械的な精度だけで
はなく、電気的な特性についても高いことが要請される
ようになった。中でもＳＯＩウエーハについて言えば、
理想的な誘電体分離基板なので、主に移動通信機器や医
療機器関係で高周波、高速系デバイスとして利用され、
今後の大幅な需要拡大が予想されている。
し、それに伴い鏡面研磨された半導体単結晶ウエーハ表
面の平坦度や平滑度のような加工精度もより厳しい条件
が課されるようになった。しかも、性能・信頼性・歩留
まりの高い集積回路を得る為には、機械的な精度だけで
はなく、電気的な特性についても高いことが要請される
ようになった。中でもＳＯＩウエーハについて言えば、
理想的な誘電体分離基板なので、主に移動通信機器や医
療機器関係で高周波、高速系デバイスとして利用され、
今後の大幅な需要拡大が予想されている。
【０００３】ＳＯＩウエーハは、半導体層（ＳＯＩ層又
は活性層などともいう）、絶縁層（ＢＯＸ酸化膜又は単
に酸化膜ともいう）、支持基板（基板層ともいう）が順
次形成された構造となっている。
は活性層などともいう）、絶縁層（ＢＯＸ酸化膜又は単
に酸化膜ともいう）、支持基板（基板層ともいう）が順
次形成された構造となっている。
【０００４】特に半導体層がシリコン及び絶縁層がシリ
コン酸化膜からなるＳＯＩウエーハがある。このような
ＳＯＩ構造のウエーハの製造方法としては、酸素イオン
をシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に高温で熱処
理を行い酸化膜（絶縁層）を形成するＳＩＭＯＸ（ｓｅ
ｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｏｘｙ
ｇｅｎ）法によるものと、２枚の鏡面研磨したシリコン
ウエーハを接着剤を用いることなく結合し、片方のウエ
ーハを薄膜化する結合法がある。
コン酸化膜からなるＳＯＩウエーハがある。このような
ＳＯＩ構造のウエーハの製造方法としては、酸素イオン
をシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に高温で熱処
理を行い酸化膜（絶縁層）を形成するＳＩＭＯＸ（ｓｅ
ｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｏｘｙ
ｇｅｎ）法によるものと、２枚の鏡面研磨したシリコン
ウエーハを接着剤を用いることなく結合し、片方のウエ
ーハを薄膜化する結合法がある。
【０００５】ＳＩＭＯＸ法は、デバイス活性領域となる
活性層部（半導体層）の膜厚を、酸素イオン打ち込み時
の加速電圧で決定、制御できるために、薄層でかつ膜厚
均一性の高い活性層を容易に得る事ができる利点がある
が、埋め込み酸化膜（絶縁層）の信頼性や、活性層の結
晶性、１３００℃以上の温度での熱処理が必要である等
問題が多い。
活性層部（半導体層）の膜厚を、酸素イオン打ち込み時
の加速電圧で決定、制御できるために、薄層でかつ膜厚
均一性の高い活性層を容易に得る事ができる利点がある
が、埋め込み酸化膜（絶縁層）の信頼性や、活性層の結
晶性、１３００℃以上の温度での熱処理が必要である等
問題が多い。
【０００６】一方、ウエーハ結合法は、単結晶のシリコ
ン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜（絶
縁層）を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで
熱処理（通常は１１００℃〜１２００℃）を加えること
で結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エ
ッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨し
てＳＯＩ層（半導体層）を形成するものであるので、埋
め込み酸化膜（絶縁層）の信頼性が高くＳＯＩ層の結晶
性も良好であるという利点があるが、機械的な加工によ
り薄膜化しているために得られるＳＯＩ層の膜厚および
その均一性に限界がある。
ン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜（絶
縁層）を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで
熱処理（通常は１１００℃〜１２００℃）を加えること
で結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エ
ッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨し
てＳＯＩ層（半導体層）を形成するものであるので、埋
め込み酸化膜（絶縁層）の信頼性が高くＳＯＩ層の結晶
性も良好であるという利点があるが、機械的な加工によ
り薄膜化しているために得られるＳＯＩ層の膜厚および
その均一性に限界がある。
【０００７】最近、ＳＯＩウエーハの製造方法として、
イオン注入したウエーハを結合及び分離してＳＯＩウエ
ーハを作製する方法が新たに注目され始めている。この
方法は、２枚のシリコンウエーハのうち、少なくとも一
方に酸化膜（絶縁層）を形成すると共に、一方のシリコ
ンウエーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを
注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層（封入層）を形成
させた後、該イオンを注入した方の面を酸化膜を介して
他方のシリコンウエーハと密着させ、その後熱処理を加
えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状
に分離し、さらに熱処理を加えて強固に結合してＳＯＩ
ウエーハとする技術（特開平５−２１１１２８号参照）
である。そして、該劈開面は良好な鏡面であり、ＳＯＩ
層（半導体層）の膜厚の均一性も高いＳＯＩウエーハが
比較的容易に得られている。この他にも種々の製造方法
が開発されている。
イオン注入したウエーハを結合及び分離してＳＯＩウエ
ーハを作製する方法が新たに注目され始めている。この
方法は、２枚のシリコンウエーハのうち、少なくとも一
方に酸化膜（絶縁層）を形成すると共に、一方のシリコ
ンウエーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを
注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層（封入層）を形成
させた後、該イオンを注入した方の面を酸化膜を介して
他方のシリコンウエーハと密着させ、その後熱処理を加
えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状
に分離し、さらに熱処理を加えて強固に結合してＳＯＩ
ウエーハとする技術（特開平５−２１１１２８号参照）
である。そして、該劈開面は良好な鏡面であり、ＳＯＩ
層（半導体層）の膜厚の均一性も高いＳＯＩウエーハが
比較的容易に得られている。この他にも種々の製造方法
が開発されている。
【０００８】このようなＳＯＩウエーハの特性として
は、酸化膜耐圧特性が重要である。例えばデバイスの重
要な電気的特性であるＭＯＳゲート酸化膜のＴＺＤＢ／
ＴＤＤＢ特性が重要となる。この特性は歩留まり及び長
期信頼性の重要な指標となる。ＴＺＤＢ／ＴＤＤＢ特性
は、ＭＯＳキャパシタにステップ的に電界を印加し、前
記ＭＯＳキャパシタの絶縁破壊電界強度を測定する方法
（電界破壊分布：ＴＺＤＢ法；Ｔｉｍｅ Ｚｅｒｏ Ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）と、一定電
界を印加し、経過時間とともに前記ＭＯＳキャパシタが
破壊される率を電界の大きさを変更して測定する方法
（経時破壊分布：ＴＤＤＢ法；Ｔｉｍｅ Ｄｅｐｅｎｄ
ｅｎｔ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）
で評価したものである。
は、酸化膜耐圧特性が重要である。例えばデバイスの重
要な電気的特性であるＭＯＳゲート酸化膜のＴＺＤＢ／
ＴＤＤＢ特性が重要となる。この特性は歩留まり及び長
期信頼性の重要な指標となる。ＴＺＤＢ／ＴＤＤＢ特性
は、ＭＯＳキャパシタにステップ的に電界を印加し、前
記ＭＯＳキャパシタの絶縁破壊電界強度を測定する方法
（電界破壊分布：ＴＺＤＢ法；Ｔｉｍｅ Ｚｅｒｏ Ｄ
ｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）と、一定電
界を印加し、経過時間とともに前記ＭＯＳキャパシタが
破壊される率を電界の大きさを変更して測定する方法
（経時破壊分布：ＴＤＤＢ法；Ｔｉｍｅ Ｄｅｐｅｎｄ
ｅｎｔ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）
で評価したものである。
【０００９】また、酸化膜耐圧特性以外の評価として、
一般的な鏡面ウエーハなどでは光散乱式のパーティクル
カウンター等の評価装置を用いて欠陥を検査する方法が
ある。しかしこのような光散乱式の測定装置で、ＳＯＩ
ウエーハを評価すると半導体層と支持基板の間に介在す
る絶縁層の膜界面によって散乱ノイズが発生し、評価が
非常に困難となる。
一般的な鏡面ウエーハなどでは光散乱式のパーティクル
カウンター等の評価装置を用いて欠陥を検査する方法が
ある。しかしこのような光散乱式の測定装置で、ＳＯＩ
ウエーハを評価すると半導体層と支持基板の間に介在す
る絶縁層の膜界面によって散乱ノイズが発生し、評価が
非常に困難となる。
【００１０】その他に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の装置を用いた評価方法が
あるが、ＳＯＩウエーハの欠陥が非常に微小であるた
め、その検査が困難であった。
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の装置を用いた評価方法が
あるが、ＳＯＩウエーハの欠陥が非常に微小であるた
め、その検査が困難であった。
【００１１】そこで、ＳＯＩウエーハの欠陥を評価する
ためにＳＯＩウエーハにセコエッチング（フッ酸と重ク
ロム酸カリウムを含むエッチング液を用いてエッチング
する方法）を施して、微小欠陥によるエッチピットを発
生させ、更に、前記エッチピットを測定可能な大きさに
拡大し、その後、表面ＳＯＩ層を除去して欠陥の評価を
行なう方法が提案されている（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍ．ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１４０，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ
１９９３，１７１３−１７１６）。この方法は主に転位
欠陥の評価である。この方法ではエッチング液に含まれ
るクロム等の金属の影響や、エッチング液の廃棄処理等
に関する問題がある。
ためにＳＯＩウエーハにセコエッチング（フッ酸と重ク
ロム酸カリウムを含むエッチング液を用いてエッチング
する方法）を施して、微小欠陥によるエッチピットを発
生させ、更に、前記エッチピットを測定可能な大きさに
拡大し、その後、表面ＳＯＩ層を除去して欠陥の評価を
行なう方法が提案されている（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈ
ｅｍ．ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１４０，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ
１９９３，１７１３−１７１６）。この方法は主に転位
欠陥の評価である。この方法ではエッチング液に含まれ
るクロム等の金属の影響や、エッチング液の廃棄処理等
に関する問題がある。
【００１２】そこで、ＳＯＩウエーハに存在する微小欠
陥を検査するために、例えば特開平１１−７４４９３号
公報に記載されているようにＳＯＩウエーハをアルカリ
系洗浄液にて洗浄し、表面のＳＯＩ層を０．１μｍの膜
厚とした後、前記ＳＯＩウエーハをフッ酸溶液に浸漬し
て、ＳＯＩ層に存在する欠陥による微小エッチピットを
発生させ、そのまま前記微小エッチピットを前記フッ酸
溶液に浸漬してエッチピットサイズを拡大した後、欠陥
密度をレーザ光を用いた欠陥評価装置、ＳＥＭ、ＴＥ
Ｍ、あるいは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等で測定を行な
う方法が開発されている。これは主にＣＯＰ（Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と
呼ばれる欠陥を評価しているものである。
陥を検査するために、例えば特開平１１−７４４９３号
公報に記載されているようにＳＯＩウエーハをアルカリ
系洗浄液にて洗浄し、表面のＳＯＩ層を０．１μｍの膜
厚とした後、前記ＳＯＩウエーハをフッ酸溶液に浸漬し
て、ＳＯＩ層に存在する欠陥による微小エッチピットを
発生させ、そのまま前記微小エッチピットを前記フッ酸
溶液に浸漬してエッチピットサイズを拡大した後、欠陥
密度をレーザ光を用いた欠陥評価装置、ＳＥＭ、ＴＥ
Ｍ、あるいは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等で測定を行な
う方法が開発されている。これは主にＣＯＰ（Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と
呼ばれる欠陥を評価しているものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】デバイスを形成する過
程において、酸化膜形成やその酸化膜をエッチングする
工程が何回か繰り返されるとゲート絶縁膜破壊特性が劣
化し、その結果、性能・信頼性・歩留まりの高いデバイ
スが形成できなくなるという問題があった。特にＳＯＩ
ウエーハにおいては、半導体層中に混入した重金属不純
物が絶縁膜を透過できず、支持基板側にゲッタリングさ
れないで半導体層中に蓄積されていくので、通常の鏡面
研磨ウエーハに比べ顕著な酸化膜耐圧特性の劣化が生じ
てしまうという問題がある。
程において、酸化膜形成やその酸化膜をエッチングする
工程が何回か繰り返されるとゲート絶縁膜破壊特性が劣
化し、その結果、性能・信頼性・歩留まりの高いデバイ
スが形成できなくなるという問題があった。特にＳＯＩ
ウエーハにおいては、半導体層中に混入した重金属不純
物が絶縁膜を透過できず、支持基板側にゲッタリングさ
れないで半導体層中に蓄積されていくので、通常の鏡面
研磨ウエーハに比べ顕著な酸化膜耐圧特性の劣化が生じ
てしまうという問題がある。
【００１４】従って、ＳＯＩウエーハに対する品質要求
も厳しくなり、ＳＯＩウエーハの微小欠陥、特に金属汚
染に起因する欠陥、例えば半導体層に対するＣｕ等によ
る汚染状況を確認する必要が出てきた。
も厳しくなり、ＳＯＩウエーハの微小欠陥、特に金属汚
染に起因する欠陥、例えば半導体層に対するＣｕ等によ
る汚染状況を確認する必要が出てきた。
【００１５】一方、通常の鏡面研磨ウエーハ等の微小欠
陥を評価する方法としては、特開平０３−２３３９５５
号公報に開示されているようにアンモニア水−過酸化水
素水−水よりなる溶液によりウエーハを繰り返しエッチ
ング処理し、パーティクルカウンターで欠陥を検出する
ことにより評価できることが知られている。また、特に
Ｃｕ等による汚染起因の微小欠陥の評価については、特
開２０００−２０８５７８号公報に開示されているよう
にアンモニア水、過酸化水素水からなる特定の組成の処
理液を用いることで高感度に評価することができる。
陥を評価する方法としては、特開平０３−２３３９５５
号公報に開示されているようにアンモニア水−過酸化水
素水−水よりなる溶液によりウエーハを繰り返しエッチ
ング処理し、パーティクルカウンターで欠陥を検出する
ことにより評価できることが知られている。また、特に
Ｃｕ等による汚染起因の微小欠陥の評価については、特
開２０００−２０８５７８号公報に開示されているよう
にアンモニア水、過酸化水素水からなる特定の組成の処
理液を用いることで高感度に評価することができる。
【００１６】そこで、ＳＯＩウエーハについても、この
ような方法を利用し、Ｃｕ汚染等を評価することが考え
られるが、アンモニア水−過酸化水素水−水よりなる処
理液で処理し、光散乱式のパーティクルカウンターで欠
陥を検出した場合、上記したようにＳＯＩウエーハでは
パーティクルカウンター等で用いられる通常のレーザ光
が半導体層と支持基板の間に介在する絶縁層の膜界面に
よって散乱ノイズが発生し、評価が非常に困難となる。
ような方法を利用し、Ｃｕ汚染等を評価することが考え
られるが、アンモニア水−過酸化水素水−水よりなる処
理液で処理し、光散乱式のパーティクルカウンターで欠
陥を検出した場合、上記したようにＳＯＩウエーハでは
パーティクルカウンター等で用いられる通常のレーザ光
が半導体層と支持基板の間に介在する絶縁層の膜界面に
よって散乱ノイズが発生し、評価が非常に困難となる。
【００１７】これに対し特開平１１−７４４９３号公報
に記載されているようにアルカリ系洗浄液にて洗浄し、
更にフッ酸に浸漬して、半導体層の微小欠陥に対応した
酸化膜を部分的にエッチングし２次的にエッチピットを
形成した場合、エッチピット自体を大きくすることがで
き、これにより従来の光散乱式のパーティクルカウンタ
ーでもノイズの影響以上の信号を検出することができ評
価は可能である。しかし、この方法ではフッ酸による処
理が必要であり、また半導体層の欠陥のサイズによって
は、微小欠陥に対応した部分の酸化膜がエッチングされ
ない場合や逆にエッチピット自体が大きくなり過ぎ、隣
接する欠陥等との分離ができない場合もあり、この２次
的なエッチピットが半導体層の欠陥を本当に反映してい
るか問題である。またこの方法で処理した後、ＳＥＭや
ＴＥＭ又はＡＦＭなどで評価した場合、その評価エリア
は大変狭いため、ＳＯＩウエーハ全面の評価は困難であ
った。
に記載されているようにアルカリ系洗浄液にて洗浄し、
更にフッ酸に浸漬して、半導体層の微小欠陥に対応した
酸化膜を部分的にエッチングし２次的にエッチピットを
形成した場合、エッチピット自体を大きくすることがで
き、これにより従来の光散乱式のパーティクルカウンタ
ーでもノイズの影響以上の信号を検出することができ評
価は可能である。しかし、この方法ではフッ酸による処
理が必要であり、また半導体層の欠陥のサイズによって
は、微小欠陥に対応した部分の酸化膜がエッチングされ
ない場合や逆にエッチピット自体が大きくなり過ぎ、隣
接する欠陥等との分離ができない場合もあり、この２次
的なエッチピットが半導体層の欠陥を本当に反映してい
るか問題である。またこの方法で処理した後、ＳＥＭや
ＴＥＭ又はＡＦＭなどで評価した場合、その評価エリア
は大変狭いため、ＳＯＩウエーハ全面の評価は困難であ
った。
【００１８】本発明は、上記事情を鑑みなされたもので
あって、ＳＯＩウエーハ、特に半導体層に対するＣｕ汚
染などが起因する微小欠陥の検査を簡便に、精度良く評
価できる評価方法を提供することを目的とする。
あって、ＳＯＩウエーハ、特に半導体層に対するＣｕ汚
染などが起因する微小欠陥の検査を簡便に、精度良く評
価できる評価方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のＳＯＩウエーハ
の評価方法は、半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成
されたＳＯＩウエーハの評価方法であって、半導体層に
存在する欠陥を顕在化させ、コンフォーカル光学系のレ
ーザ顕微鏡で評価する事を特徴とする。
の評価方法は、半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成
されたＳＯＩウエーハの評価方法であって、半導体層に
存在する欠陥を顕在化させ、コンフォーカル光学系のレ
ーザ顕微鏡で評価する事を特徴とする。
【００２０】このように初めにＳＯＩウエーハの半導体
層を前処理し欠陥を顕在化させた後、コンフオーカル光
学系のレーザ顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥を評
価することによりＳＯＩウエーハの品質を正確に又簡便
に評価できる。
層を前処理し欠陥を顕在化させた後、コンフオーカル光
学系のレーザ顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥を評
価することによりＳＯＩウエーハの品質を正確に又簡便
に評価できる。
【００２１】特に、本発明のＳＯＩウエーハの評価方法
は、半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成されたＳＯ
Ｉウエーハの評価方法であって、ＳＯＩウエーハをアン
モニア水、過酸化水素水よりなる処理液でエッチング処
理し、半導体層の一部を除去した後、コンフォーカル光
学系のレーザ顕微鏡で評価する事を特徴とする。特に半
導体層がシリコン、絶縁層がシリコン酸化膜であるＳＯ
Ｉウエーハの評価に有用である。
は、半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成されたＳＯ
Ｉウエーハの評価方法であって、ＳＯＩウエーハをアン
モニア水、過酸化水素水よりなる処理液でエッチング処
理し、半導体層の一部を除去した後、コンフォーカル光
学系のレーザ顕微鏡で評価する事を特徴とする。特に半
導体層がシリコン、絶縁層がシリコン酸化膜であるＳＯ
Ｉウエーハの評価に有用である。
【００２２】このようにＳＯＩウエーハの半導体層（シ
リコン層）の一部をアンモニア水、過酸化水素水よりな
る処理液でエッチング処理し、微小欠陥、特にＣｕ等に
よる汚染が原因と考えられる欠陥を顕在化し、その後コ
ンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により評価すること
でノイズを抑え、微小欠陥、特にＣｕ等による金属汚染
による極微小な欠陥を精度よく評価できる。
リコン層）の一部をアンモニア水、過酸化水素水よりな
る処理液でエッチング処理し、微小欠陥、特にＣｕ等に
よる汚染が原因と考えられる欠陥を顕在化し、その後コ
ンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により評価すること
でノイズを抑え、微小欠陥、特にＣｕ等による金属汚染
による極微小な欠陥を精度よく評価できる。
【００２３】本発明の評価方法の場合、特にＳＯＩウエ
ーハの半導体層（シリコン層）を如何に処理し、微小欠
陥、特にＣｕ等による汚染が起因と思われる極微小な欠
陥を顕在化させるか、また絶縁膜等の影響を少なくし如
何に精度よく欠陥を検出するかが問題である。
ーハの半導体層（シリコン層）を如何に処理し、微小欠
陥、特にＣｕ等による汚染が起因と思われる極微小な欠
陥を顕在化させるか、また絶縁膜等の影響を少なくし如
何に精度よく欠陥を検出するかが問題である。
【００２４】本発明では微小な欠陥を顕在化させる処理
の一例として、検出したい欠陥に対し選択性を有するエ
ッチング液を用い、半導体層をエッチング処理すること
で実施できる。
の一例として、検出したい欠陥に対し選択性を有するエ
ッチング液を用い、半導体層をエッチング処理すること
で実施できる。
【００２５】例えば、半導体層がシリコン、絶縁層がシ
リコン酸化膜であるＳＯＩウエーハであれば、半導体層
（シリコン層）の一部をアンモニア水−過酸化水素水−
水よりなる処理液（いわゆるＳＣ１組成の溶液）により
エッチング処理を行なうことで顕在化できる。
リコン酸化膜であるＳＯＩウエーハであれば、半導体層
（シリコン層）の一部をアンモニア水−過酸化水素水−
水よりなる処理液（いわゆるＳＣ１組成の溶液）により
エッチング処理を行なうことで顕在化できる。
【００２６】つまり、アンモニア水、過酸化水素水、純
水よりなる処理液を用い、任意の時間エッチング処理を
施し、半導体層（シリコン層）の一部をエッチング処理
することで、微小欠陥、特にＣｕ汚染等に起因する欠陥
が該処理液により過剰にエッチングされ大きな欠陥とな
り顕在化する。
水よりなる処理液を用い、任意の時間エッチング処理を
施し、半導体層（シリコン層）の一部をエッチング処理
することで、微小欠陥、特にＣｕ汚染等に起因する欠陥
が該処理液により過剰にエッチングされ大きな欠陥とな
り顕在化する。
【００２７】特に欠陥に対する選択性が十分であれば、
処理液の種類、組成や処理条件は特に限定しないが、例
えば、アンモニア水−過酸化水素水−水よりなる溶液
が、アンモニア濃度が、０．３〜３．０重量％、過酸化
水素濃度が０．１５〜０．６重量％であると好ましい。
特に２８％アンモニア水、３０％過酸化水素水、水の比
をそれぞれ１０：２：１００の容量比で調整した溶液で
あることが好ましい。ＳＣ１組成の溶液では、ＣＯＰ欠
陥や、研磨キズ、金属汚染に起因する欠陥等を顕在化す
ることが可能であるが、この濃度の溶液で処理した場
合、エッチング速度等が良好となり、特にＣｕ等による
汚染起因の欠陥が顕在化しやすく、またエッチング量を
容易に制御しやすくなり任意の厚さのエッチング処理が
行なえるためである。このようにすることで大変微小な
欠陥を顕在化することができる。
処理液の種類、組成や処理条件は特に限定しないが、例
えば、アンモニア水−過酸化水素水−水よりなる溶液
が、アンモニア濃度が、０．３〜３．０重量％、過酸化
水素濃度が０．１５〜０．６重量％であると好ましい。
特に２８％アンモニア水、３０％過酸化水素水、水の比
をそれぞれ１０：２：１００の容量比で調整した溶液で
あることが好ましい。ＳＣ１組成の溶液では、ＣＯＰ欠
陥や、研磨キズ、金属汚染に起因する欠陥等を顕在化す
ることが可能であるが、この濃度の溶液で処理した場
合、エッチング速度等が良好となり、特にＣｕ等による
汚染起因の欠陥が顕在化しやすく、またエッチング量を
容易に制御しやすくなり任意の厚さのエッチング処理が
行なえるためである。このようにすることで大変微小な
欠陥を顕在化することができる。
【００２８】また、ＳＯＩウエーハでは、絶縁膜等を有
するために従来用いられていた光散乱式のパーティクル
カウンター等では散乱ノイズが発生し、上記顕在化させ
た欠陥も精度良く評価できなかった。上記処理を行なっ
た後、更にフッ酸処理による絶縁層部での２次的なエッ
チピットを作製することでも評価は可能であるが、この
２次的なエッチピットが半導体層の欠陥を本当に反映し
ているか問題である。そこで、本発明ではコンフォーカ
ル光学系のレーザ顕微鏡を用い評価する。このような顕
微鏡を用いることで、絶縁膜の影響が少ない状態で半導
体層の評価が行なえる。
するために従来用いられていた光散乱式のパーティクル
カウンター等では散乱ノイズが発生し、上記顕在化させ
た欠陥も精度良く評価できなかった。上記処理を行なっ
た後、更にフッ酸処理による絶縁層部での２次的なエッ
チピットを作製することでも評価は可能であるが、この
２次的なエッチピットが半導体層の欠陥を本当に反映し
ているか問題である。そこで、本発明ではコンフォーカ
ル光学系のレーザ顕微鏡を用い評価する。このような顕
微鏡を用いることで、絶縁膜の影響が少ない状態で半導
体層の評価が行なえる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に本発明について実施例をあ
げて説明するが、これらの実施例は例示的に示されるも
ので限定的に解釈されるべきものでないことはいうまで
もない。以下代表的なＳＯＩ構造を有するウエーハとし
て半導体層がシリコン、絶縁層がシリコン酸化膜、支持
基板がシリコンからなるＳＯＩウエーハについて説明す
る。
げて説明するが、これらの実施例は例示的に示されるも
ので限定的に解釈されるべきものでないことはいうまで
もない。以下代表的なＳＯＩ構造を有するウエーハとし
て半導体層がシリコン、絶縁層がシリコン酸化膜、支持
基板がシリコンからなるＳＯＩウエーハについて説明す
る。
【００３０】本発明の評価の手順について図面をもとに
説明する。図１に示すようにはじめに被検査ウエーハ
（ＳＯＩウエーハ）を準備する。本発明の評価方法は、
様々な方法、製造条件で製造したＳＯＩウエーハに対し
て用いる事ができる。但し、本発明の評価方法は基本的
に破壊検査となってしまうため、同一条件で製造された
複数のＳＯＩウエーハから被検査ウエーハを抜き取り、
それを代表的な品質として評価する。
説明する。図１に示すようにはじめに被検査ウエーハ
（ＳＯＩウエーハ）を準備する。本発明の評価方法は、
様々な方法、製造条件で製造したＳＯＩウエーハに対し
て用いる事ができる。但し、本発明の評価方法は基本的
に破壊検査となってしまうため、同一条件で製造された
複数のＳＯＩウエーハから被検査ウエーハを抜き取り、
それを代表的な品質として評価する。
【００３１】次に、準備した被検査ウエーハの半導体層
の欠陥を顕在化する。これは微小欠陥、例えばＣｕ等の
金属汚染が起因する微小欠陥を顕在化させるための処理
液を容器に入れ、これに被検査ウエーハ（ＳＯＩウエー
ハ）を浸漬させることにより行なう。つまり、本発明の
評価方法は先に準備した様々な方法で製造したＳＯＩウ
エーハに対して、初めに半導体層の欠陥に対して選択性
のある処理液、例えば半導体層がシリコンであれば、ア
ンモニア水、過酸化水素水からなる処理液でエッチング
処理を行なう。このような前処理を行なうことで半導体
層（シリコン層）の一部をエッチング除去し、このエッ
チングにより微小欠陥が顕在化される。特にＣｕ等が起
因する欠陥がある部分で過剰（選択的に）にエッチング
されピット上に欠陥が顕在化する。
の欠陥を顕在化する。これは微小欠陥、例えばＣｕ等の
金属汚染が起因する微小欠陥を顕在化させるための処理
液を容器に入れ、これに被検査ウエーハ（ＳＯＩウエー
ハ）を浸漬させることにより行なう。つまり、本発明の
評価方法は先に準備した様々な方法で製造したＳＯＩウ
エーハに対して、初めに半導体層の欠陥に対して選択性
のある処理液、例えば半導体層がシリコンであれば、ア
ンモニア水、過酸化水素水からなる処理液でエッチング
処理を行なう。このような前処理を行なうことで半導体
層（シリコン層）の一部をエッチング除去し、このエッ
チングにより微小欠陥が顕在化される。特にＣｕ等が起
因する欠陥がある部分で過剰（選択的に）にエッチング
されピット上に欠陥が顕在化する。
【００３２】この時用いる処理液は、半導体層の材質や
検出したい欠陥（例えば金属起因の欠陥やＣＯＰ、積層
欠陥等特に限定されない）により適宜選定すればよく特
に限定するものではないが、半導体層がシリコン、絶縁
層がシリコン酸化膜であれば、アンモニア水、過酸化水
素水、水（ＳＣ１組成の溶液）によりなる処理液が好ま
しい。この処理液を用いてＳＯＩウエーハ表面に長時間
のエッチング処理を施すことで、半導体層（シリコン
層）がエッチングされつつ、その半導体層（シリコン
層）中に存在する種々の微小欠陥が顕在化され検出可能
になる。
検出したい欠陥（例えば金属起因の欠陥やＣＯＰ、積層
欠陥等特に限定されない）により適宜選定すればよく特
に限定するものではないが、半導体層がシリコン、絶縁
層がシリコン酸化膜であれば、アンモニア水、過酸化水
素水、水（ＳＣ１組成の溶液）によりなる処理液が好ま
しい。この処理液を用いてＳＯＩウエーハ表面に長時間
のエッチング処理を施すことで、半導体層（シリコン
層）がエッチングされつつ、その半導体層（シリコン
層）中に存在する種々の微小欠陥が顕在化され検出可能
になる。
【００３３】特に前記処理液のアンモニア濃度が、０．
３〜３．０重量％、過酸化水素濃度が０．１５〜０．６
重量％であると好ましい。例えば、アンモニア水−過酸
化水素水−水よりなる処理液が、２８％アンモニア水、
３０％過酸化水素水、水の比をそれぞれ１０：２：１０
０の容量比で調整した溶液であることが好ましい。特に
Ｃｕ等に起因する欠陥を顕在化させるのに好適である。
ＳＣ１組成の処理液は、このような極微小な欠陥に対し
選択性がある。
３〜３．０重量％、過酸化水素濃度が０．１５〜０．６
重量％であると好ましい。例えば、アンモニア水−過酸
化水素水−水よりなる処理液が、２８％アンモニア水、
３０％過酸化水素水、水の比をそれぞれ１０：２：１０
０の容量比で調整した溶液であることが好ましい。特に
Ｃｕ等に起因する欠陥を顕在化させるのに好適である。
ＳＣ１組成の処理液は、このような極微小な欠陥に対し
選択性がある。
【００３４】このような処理を行なった後、本発明では
従来のようにフッ酸処理による絶縁層部での２次的なエ
ッチピットを作製することなく欠陥を評価する。つま
り、微小欠陥を顕在化させるための処理液（アンモニア
水−過酸化水素水−水よりなる処理液等）により処理し
た後のＳＯＩウエーハをコンフォーカル光学系のレーザ
顕微鏡により評価する。
従来のようにフッ酸処理による絶縁層部での２次的なエ
ッチピットを作製することなく欠陥を評価する。つま
り、微小欠陥を顕在化させるための処理液（アンモニア
水−過酸化水素水−水よりなる処理液等）により処理し
た後のＳＯＩウエーハをコンフォーカル光学系のレーザ
顕微鏡により評価する。
【００３５】図５は本発明で使用するコンフォーカル光
学系によるレーザ顕微鏡の基本構造を示す概略説明図で
ある。図５において、１０はコンフォーカル光学系によ
るレーザ顕微鏡で、顕微鏡本体１２に対応してアルゴン
レーザ等のレーザ光源１４が設けられている。
学系によるレーザ顕微鏡の基本構造を示す概略説明図で
ある。図５において、１０はコンフォーカル光学系によ
るレーザ顕微鏡で、顕微鏡本体１２に対応してアルゴン
レーザ等のレーザ光源１４が設けられている。
【００３６】該顕微鏡本体１２はレーザ光源１４からの
レーザービームＢを複数のレーザービームＢに分割する
ビームスプリッタ１６、検査対象であるＳＯＩウエーハ
等のウエーハＷの表面（半導体層）にレーザービームＢ
を収束させる対物レンズ１８、ウエーハＷの表面から反
射したレーザービームＢをピンホール部材２０のピンホ
ール２０ａに収束する集光レンズ２２及び該ピンホール
２０ａを通過したレーザービームＢを受光する光検出器
２４から構成されている。
レーザービームＢを複数のレーザービームＢに分割する
ビームスプリッタ１６、検査対象であるＳＯＩウエーハ
等のウエーハＷの表面（半導体層）にレーザービームＢ
を収束させる対物レンズ１８、ウエーハＷの表面から反
射したレーザービームＢをピンホール部材２０のピンホ
ール２０ａに収束する集光レンズ２２及び該ピンホール
２０ａを通過したレーザービームＢを受光する光検出器
２４から構成されている。
【００３７】次にその動作原理を以下に説明する。レー
ザ光源１４からのレーザービームＢはビームスプリッタ
１６によって複数のレーザービームＢに分割される。次
に対物レンズ１８によって全てのレーザービームＢはＳ
ＯＩウエーハＷの表面（半導体層）上に収束し、例えば
０．４μｍ程度のスポットでウエーハ表面を照射し、そ
れと同時に全てのレーザービームの間隔を一定に保った
まま水平方向にスキャンする。
ザ光源１４からのレーザービームＢはビームスプリッタ
１６によって複数のレーザービームＢに分割される。次
に対物レンズ１８によって全てのレーザービームＢはＳ
ＯＩウエーハＷの表面（半導体層）上に収束し、例えば
０．４μｍ程度のスポットでウエーハ表面を照射し、そ
れと同時に全てのレーザービームの間隔を一定に保った
まま水平方向にスキャンする。
【００３８】ＳＯＩウエーハＷの表面から反射されたレ
ーザービームＢは光学系を戻り、集光レンズ２２によっ
て収束されてピンホール部材２０のピンホール２０ａを
通って光検出器２４に入射する。ＳＯＩウエーハＷの半
導体層、または絶縁層、支持基板に欠陥がある場合に
は、その欠陥部分からの反射光の波面は乱れており、光
検出器２４においてレーザービームＢのスポットが拡が
ってしまい、光検出信号が低下する。不図示の欠陥検出
回路は、光検出器２４における信号の差を検出すること
により、設定された値（しきい値）以上の信号強度差が
発生する部分を欠陥部として検出する。検査は等速スピ
ードで移動しながら行われ、それぞれのビームスポット
はウエーハＷの全体を緻密にスキャンするようになって
いる。以上のようなコンフオーカル光学系の構成を有す
るレーザ顕微鏡を用いる。このようなコンフオーカル光
学系のレーザ顕微鏡を用い欠陥（欠陥密度）の検出及び
分布等を観察する。
ーザービームＢは光学系を戻り、集光レンズ２２によっ
て収束されてピンホール部材２０のピンホール２０ａを
通って光検出器２４に入射する。ＳＯＩウエーハＷの半
導体層、または絶縁層、支持基板に欠陥がある場合に
は、その欠陥部分からの反射光の波面は乱れており、光
検出器２４においてレーザービームＢのスポットが拡が
ってしまい、光検出信号が低下する。不図示の欠陥検出
回路は、光検出器２４における信号の差を検出すること
により、設定された値（しきい値）以上の信号強度差が
発生する部分を欠陥部として検出する。検査は等速スピ
ードで移動しながら行われ、それぞれのビームスポット
はウエーハＷの全体を緻密にスキャンするようになって
いる。以上のようなコンフオーカル光学系の構成を有す
るレーザ顕微鏡を用いる。このようなコンフオーカル光
学系のレーザ顕微鏡を用い欠陥（欠陥密度）の検出及び
分布等を観察する。
【００３９】以上のように、初めにＳＯＩウエーハの半
導体層を前処理し欠陥を顕在化させた後、コンフオーカ
ル光学系のレーザ顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥
を評価することによりＳＯＩウエーハの品質を正確に又
簡便に評価できる。
導体層を前処理し欠陥を顕在化させた後、コンフオーカ
ル光学系のレーザ顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥
を評価することによりＳＯＩウエーハの品質を正確に又
簡便に評価できる。
【００４０】（実施例）ＳＯＩウエーハを準備した。こ
のウエーハはＣｕ汚染されていると考えられるＳＯＩウ
エーハで支持基板（シリコン基板）の厚さ７２５μｍ、
絶縁層（シリコン酸化膜）１６５ｎｍ、半導体層（シリ
コン層）は１６５ｎｍのＳＯＩウエーハである。
のウエーハはＣｕ汚染されていると考えられるＳＯＩウ
エーハで支持基板（シリコン基板）の厚さ７２５μｍ、
絶縁層（シリコン酸化膜）１６５ｎｍ、半導体層（シリ
コン層）は１６５ｎｍのＳＯＩウエーハである。
【００４１】これをアンモニア水、過酸化水素水からな
る処理液を用いエッチングする。処理液は、アンモニア
水−過酸化水素水−水よりなる溶液で、市販の２８％ア
ンモニア水、市販の３０％過酸化水素水及び純水の比を
それぞれ１０：２：１００程度の容量比で調整したもの
である。この処理液はシリコンに対しておよそ６０〜７
０ｎｍ／４０分程度のエッチング速度である。これによ
り半導体層（シリコン層）を除去する。
る処理液を用いエッチングする。処理液は、アンモニア
水−過酸化水素水−水よりなる溶液で、市販の２８％ア
ンモニア水、市販の３０％過酸化水素水及び純水の比を
それぞれ１０：２：１００程度の容量比で調整したもの
である。この処理液はシリコンに対しておよそ６０〜７
０ｎｍ／４０分程度のエッチング速度である。これによ
り半導体層（シリコン層）を除去する。
【００４２】このような処理液を用い、ＳＯＩウエーハ
に対し約４０分間のエッチング処理を行い、６５ｎｍの
半導体層（シリコン層）を除去した。エッチング量は特
に限定するものではないが、半導体層（シリコン層）の
３０％〜７０％程度除去するようにする。この程度エッ
チング処理することで半導体層中に存在する金属汚染が
起因と思われる微小欠陥が顕在化する。この時、エッチ
ング量が半導体層の厚さの３０％以下と少ない場合、欠
陥が顕在化するのに不十分であることがある。また７０
％以上にすると半導体層（シリコン層）自体が薄いため
顕在化させた欠陥までエッチング除去され、情報がなく
なってしまうこともある。
に対し約４０分間のエッチング処理を行い、６５ｎｍの
半導体層（シリコン層）を除去した。エッチング量は特
に限定するものではないが、半導体層（シリコン層）の
３０％〜７０％程度除去するようにする。この程度エッ
チング処理することで半導体層中に存在する金属汚染が
起因と思われる微小欠陥が顕在化する。この時、エッチ
ング量が半導体層の厚さの３０％以下と少ない場合、欠
陥が顕在化するのに不十分であることがある。また７０
％以上にすると半導体層（シリコン層）自体が薄いため
顕在化させた欠陥までエッチング除去され、情報がなく
なってしまうこともある。
【００４３】次に、上記エッチング処理したウエーハに
対し、コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により評価
を行った。コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡とし
て、４８８ｎｍのアルゴンレーザを用いたレーザーテッ
ク社製のＭＡＧＩＣＳ（商品名）を使用し上記処理を行
なったＳＯＩウエーハの評価を行った。
対し、コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により評価
を行った。コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡とし
て、４８８ｎｍのアルゴンレーザを用いたレーザーテッ
ク社製のＭＡＧＩＣＳ（商品名）を使用し上記処理を行
なったＳＯＩウエーハの評価を行った。
【００４４】評価した結果を図２に示す。図２は本発明
の評価方法により評価した欠陥分布を示すマップ図であ
る。この図からわかるように欠陥が密集した状態（Ｄ１
やＤ２）が観察される。
の評価方法により評価した欠陥分布を示すマップ図であ
る。この図からわかるように欠陥が密集した状態（Ｄ１
やＤ２）が観察される。
【００４５】ちなみに、アンモニア水、過酸化水素水の
処理液を用い処理する前にコンフォーカル光学系のレー
ザ顕微鏡により評価を行った例を図３に示す。この図は
ＳＯＩウエーハになんの処理もしないでコンフォーカル
光学系のレーザ顕微鏡で単に観察したものである。この
ように単にＳＯＩウエーハを評価した場合でも欠陥は観
察されるが、図２で見られるような密集した欠陥は観察
できなかった。本発明のようにアンモニア水、過酸化水
素水の処理液を用い処理することで新たな欠陥が顕在化
していることがわかる。
処理液を用い処理する前にコンフォーカル光学系のレー
ザ顕微鏡により評価を行った例を図３に示す。この図は
ＳＯＩウエーハになんの処理もしないでコンフォーカル
光学系のレーザ顕微鏡で単に観察したものである。この
ように単にＳＯＩウエーハを評価した場合でも欠陥は観
察されるが、図２で見られるような密集した欠陥は観察
できなかった。本発明のようにアンモニア水、過酸化水
素水の処理液を用い処理することで新たな欠陥が顕在化
していることがわかる。
【００４６】次に図２で見られた密集した欠陥をＡＦＭ
により観察した。ＡＦＭは凹凸を精度良く観察できる測
定手段である。その結果を図４（ａ）、（ｂ）に示す。
図４（ａ）は図２のＤ１部分で観察された欠陥の一部
（代表的な欠陥）のＡＦＭによる観察結果で、図４
（ｂ）は図２のＤ２部分で観察された欠陥の一部（代表
的な欠陥）のＡＦＭによる観察結果である。図からわか
るようにエッチング処理後に観察された密集した欠陥
は、ピット状の欠陥であることがわかる。これは金属、
特にＣｕ汚染がある場合に良く観察されるものである。
により観察した。ＡＦＭは凹凸を精度良く観察できる測
定手段である。その結果を図４（ａ）、（ｂ）に示す。
図４（ａ）は図２のＤ１部分で観察された欠陥の一部
（代表的な欠陥）のＡＦＭによる観察結果で、図４
（ｂ）は図２のＤ２部分で観察された欠陥の一部（代表
的な欠陥）のＡＦＭによる観察結果である。図からわか
るようにエッチング処理後に観察された密集した欠陥
は、ピット状の欠陥であることがわかる。これは金属、
特にＣｕ汚染がある場合に良く観察されるものである。
【００４７】なお、上記エッチング処理したものについ
て、従来の光散乱式のパーティクルカウンターで評価し
た場合、ＳＯＩウエーハの半導体層が大変薄いこと及び
絶縁層界面の影響と思われる散乱が発生し、バックグラ
ンドノイズとなり精度の良い評価が行なえなかった。
て、従来の光散乱式のパーティクルカウンターで評価し
た場合、ＳＯＩウエーハの半導体層が大変薄いこと及び
絶縁層界面の影響と思われる散乱が発生し、バックグラ
ンドノイズとなり精度の良い評価が行なえなかった。
【００４８】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許
請求の範囲に記載された技術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範囲に包含される
のではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許
請求の範囲に記載された技術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範囲に包含される
【００４９】例えば、本発明の評価方法ではＳＯＩウエ
ーハをアンモニア水、過酸化水素水の処理液を用い処理
してコンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡で観察するこ
とで上記のように汚染に起因する欠陥の異常分布などを
観察したが、アンモニア水、過酸化水素水の処理液を用
い処理する前後の欠陥数を比較し、このような処理を行
なったことにより顕在化した欠陥を定量化するなどして
ＳＯＩウエーハの評価を行なっても良い。
ーハをアンモニア水、過酸化水素水の処理液を用い処理
してコンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡で観察するこ
とで上記のように汚染に起因する欠陥の異常分布などを
観察したが、アンモニア水、過酸化水素水の処理液を用
い処理する前後の欠陥数を比較し、このような処理を行
なったことにより顕在化した欠陥を定量化するなどして
ＳＯＩウエーハの評価を行なっても良い。
【００５０】また、半導体層中の金属汚染が起因と思わ
れる欠陥を顕在化させるために、本発明の実施例ではア
ンモニア水、過酸化水素水の処理液を用いたが、これは
欠陥に対する選択性があれば別な処理液でもかまわな
い。
れる欠陥を顕在化させるために、本発明の実施例ではア
ンモニア水、過酸化水素水の処理液を用いたが、これは
欠陥に対する選択性があれば別な処理液でもかまわな
い。
【００５１】本発明の評価方法では主に半導体層中の金
属汚染起因の欠陥に対する評価であるが、この他の欠陥
でも任意の処理液により欠陥の顕在化が可能であれば実
施できる。
属汚染起因の欠陥に対する評価であるが、この他の欠陥
でも任意の処理液により欠陥の顕在化が可能であれば実
施できる。
【００５２】更に、本発明の評価方法で評価できるＳＯ
Ｉウエーハは、半導体層、絶縁層、支持基板がシリコ
ン、シリコン酸化膜であるものに限らず、化合物半導体
からなるＳＯＩウエーハなどでも実施できる。例えば、
支持基板にシリコン、絶縁層にシリコン酸化膜、半導体
層にＧａＡｓ等を形成されたものでもよく。その他の材
質でも良い。
Ｉウエーハは、半導体層、絶縁層、支持基板がシリコ
ン、シリコン酸化膜であるものに限らず、化合物半導体
からなるＳＯＩウエーハなどでも実施できる。例えば、
支持基板にシリコン、絶縁層にシリコン酸化膜、半導体
層にＧａＡｓ等を形成されたものでもよく。その他の材
質でも良い。
【００５３】
【発明の効果】本発明の代表的なものの効果について説
明すれば、初めにＳＯＩウエーハの半導体層を前処理し
欠陥を顕在化させた後、コンフオーカル光学系のレーザ
顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥を評価することに
よりＳＯＩウエーハの品質を正確に又簡便に評価でき
る。
明すれば、初めにＳＯＩウエーハの半導体層を前処理し
欠陥を顕在化させた後、コンフオーカル光学系のレーザ
顕微鏡を用い、この顕在化させた欠陥を評価することに
よりＳＯＩウエーハの品質を正確に又簡便に評価でき
る。
【００５４】例えば、半導体層がシリコンであれば、Ｓ
ＯＩウエーハをアンモニア水、過酸化水素水よりなる処
理液でエッチング処理し、半導体層の一部を除去した
後、コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡で評価する事
でＳＯＩウエーハの品質を簡便に評価する事ができる。
ＯＩウエーハをアンモニア水、過酸化水素水よりなる処
理液でエッチング処理し、半導体層の一部を除去した
後、コンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡で評価する事
でＳＯＩウエーハの品質を簡便に評価する事ができる。
【００５５】特に本発明の評価方法ではＣｕ汚染等の金
属汚染に関する情報が得られ、このような汚染のあるＳ
ＯＩウエーハをデバイス工程に流さないことによりデバ
イス工程の歩留まりを向上することができる。またＳＯ
Ｉウエーハの製造工程の汚染状況等が正確に評価でき、
ＳＯＩウエーハの製造工程の改善も行なえる。
属汚染に関する情報が得られ、このような汚染のあるＳ
ＯＩウエーハをデバイス工程に流さないことによりデバ
イス工程の歩留まりを向上することができる。またＳＯ
Ｉウエーハの製造工程の汚染状況等が正確に評価でき、
ＳＯＩウエーハの製造工程の改善も行なえる。
【図１】本発明の評価手順を説明するフロー図である。
【図２】本発明の評価方法により評価したウエーハの欠
陥分布を示すマップ図である。
陥分布を示すマップ図である。
【図３】アンモニア水、過酸化水素水の処理液を用い処
理する前にコンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により
評価したウエーハの欠陥分布を示すマップ図である。
理する前にコンフォーカル光学系のレーザ顕微鏡により
評価したウエーハの欠陥分布を示すマップ図である。
【図４】本発明で検出された密集した欠陥をＡＦＭによ
り観察した図である。
り観察した図である。
【図５】コンフォーカル光学系によるレーザ顕微鏡の基
本構造を示す概略説明図である。
本構造を示す概略説明図である。
１０：コンフォーカル光学系によるレーザ顕微鏡、１
２：顕微鏡本体、１４：レーザ光源、１６：ビームスプ
リッタ、１８：対物レンズ、２０：ピンホール部材、２
０ａ：ピンホール、２２：集光レンズ、２４：光検出器
２４、Ｂ：レーザービーム、Ｗ：ウエーハ
２：顕微鏡本体、１４：レーザ光源、１６：ビームスプ
リッタ、１８：対物レンズ、２０：ピンホール部材、２
０ａ：ピンホール、２２：集光レンズ、２４：光検出器
２４、Ｂ：レーザービーム、Ｗ：ウエーハ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｇ０１Ｎ 13/16 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｆ
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成
されたＳＯＩウエーハの評価方法であって、半導体層に
存在する欠陥を顕在化させ、コンフォーカル光学系のレ
ーザ顕微鏡で評価する事を特徴とするＳＯＩウエーハの
評価方法。 - 【請求項２】 半導体層、絶縁層、支持基板が順次形成
されたＳＯＩウエーハの評価方法であって、ＳＯＩウエ
ーハをアンモニア水、過酸化水素水よりなる処理液でエ
ッチング処理し、半導体層の一部を除去した後、コンフ
ォーカル光学系のレーザ顕微鏡で評価する事を特徴とす
るＳＯＩウエーハの評価方法。 - 【請求項３】 ＳＯＩウエーハの半導体層がシリコン、
絶縁層がシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項
２記載のＳＯＩウエーハの評価方法。 - 【請求項４】 アンモニア水、過酸化水素水よりなる処
理液が、２８％アンモニア水、３０％過酸化水素水、水
の比をそれぞれ１０：２：１００の容量比で調整した溶
液であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の
ＳＯＩウエーハの評価方法。 - 【請求項５】 金属汚染の存在を評価することを特徴と
する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＳＯＩ
ウエーハの評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396325A JP2003194732A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ｓｏｉウエーハの評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396325A JP2003194732A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ｓｏｉウエーハの評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003194732A true JP2003194732A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27602451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001396325A Pending JP2003194732A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Ｓｏｉウエーハの評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003194732A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100369228C (zh) * | 2004-12-24 | 2008-02-13 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 硅键合片界面缺陷的检测方法 |
| CN105092619A (zh) * | 2014-05-21 | 2015-11-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析方法 |
| KR101614225B1 (ko) | 2014-12-29 | 2016-04-20 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 오염 검출방법 |
| WO2023032497A1 (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-09 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法、並びに洗浄液中の過酸化水素濃度評価方法および過酸化水素濃度管理方法 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396325A patent/JP2003194732A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100369228C (zh) * | 2004-12-24 | 2008-02-13 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 硅键合片界面缺陷的检测方法 |
| CN105092619A (zh) * | 2014-05-21 | 2015-11-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析方法 |
| CN105092619B (zh) * | 2014-05-21 | 2017-09-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种芯片失效分析方法 |
| KR101614225B1 (ko) | 2014-12-29 | 2016-04-20 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 오염 검출방법 |
| WO2023032497A1 (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-09 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法、並びに洗浄液中の過酸化水素濃度評価方法および過酸化水素濃度管理方法 |
| JP7571691B2 (ja) | 2021-09-06 | 2024-10-23 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法、並びに洗浄液中の過酸化水素濃度評価方法および過酸化水素濃度管理方法 |
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