JPH02122539A - Ｓｏｉ基板の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ＳＯＩ基板の検査方法に係り、特に基板張り合わせ技術
により作製したＳＯｔ基板の検査方法に関し。

１ｆｌ以下の寸法の未接着領域を非破壊的に検出する方
法を目的とし。

少なくとも該ＳＯＩ基板の片面が鏡面状態となるように
して、該片面に形成される該未接着領域に対応する凹凸
を光学的手段により検出するＳＯＩ基板の検査方法によ
り構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はＳＯＩ基板（絶縁膜上半導体層を有する基板）
の検査方法に係り、特に基板張り合わせ技術により作製
したＳＯＩ基板の検査方法に関する。

基板張り合わせ技術により作製したＳＯＩ基板は半導体
層がバルク材なみの品質を持っていること、従来のＬＳ
Ｉプロセスに対する整合性が良好であることにより、高
性能ＬＳＩ用基板として注目されている。

しかしながら、接着時において、未接着領域が発生する
場合がある。未接着領域が発生している基板は使用不可
能であるため、薄膜化工程前に選別する必要がある。特
に、１ｍ１以下という微細な寸法の未接着領域を非破壊
的に検出する方法の開発が要望される。

〔従来の技術〕

従来、基板張り合わせ技術により作製した３０１基板に
赤外線を照射し、未接着領域における赤外線の透過率の
変化を観察することにより。

その透過像から未接着領域の検出を行っていた。

通常、基板材料として使用されるシリコンに対して透過
率の高い１μｍ以上の赤外線が使用されるが、赤外線は
直接観察することができないため。

赤外線カメラを用いて観察する。

〔発明が解決しようとする課題〕

現在、赤外線カメラの検出分解能は十分でなく。

１１ｍ以下の寸法の微細な未接着領域を検出することは
極めて難しい。このため、ＳＯＩ基板の作製において薄
膜化後にはじめて未接着領域が発見されるということが
あり、無駄な工数を費やすといった問題があった。

本発明は、１ｍ以下の寸法の微細な未接着領域を薄膜化
する前に短時間でしかも非破壊的に検出する方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の実施例であり、その図及び図中の符号
を参照しながら上記課題を解決するための手段について
説明する。

上記課題は、基板張り合わせ技術により作製したｓｏｒ
基板ｌの未接着領域４を検出する検査方法であって、少
なくとも該ＳＯＩ基板ｌの片面が鏡面状態となるように
して、該片面に形成される該未接着領域４に対応する凹
凸を光学的手段により検出するＳＯＩ基板の検査方法に
よって解決される。

〔作用〕

本発明は、未接着領域４が存在するとそれに対応してそ
の上部の表面半導体層３の表面が変形し起伏の極めてゆ
るやかな凹凸が形成され、しかもかかる変形はその後の
鏡面研磨によっても消失しないという知見に基づいてい
る。

この変形領域は未接着領域４より広くなるので未接着領
域４の寸法が小さい場合は検出上有利である。一方、こ
の凹凸の差は未接着領域４の厚さよりもはるかに小さく
なるので変形は極めてなだらかなものとなる。かかる変
形は通常の触針を用いるタリステップによる凹凸測定で
は検出が難しいが、光学的手段を用いれば検出が可能と
なる。

この場合、レーザ光を用いる光干渉式凹凸測定は検出感
度があまり高くないが、未接着領域４を有するＳＯＩ基
板１の表面半導体層の表面を鏡面研磨する時は、いわゆ
る魔境が形成され、その魔境の像を観察することにより
検出感度を高くすることができる。かくして、１ＭＭ以
下の微細な寸法の未接着領域の検出が可能となる。

（実施例〕 第１図は本発明の実施例である。

第１図（ａ）及び（ｂ）は張り合わせ技術によるＳＯＩ
基板の作製の工程を示し、未接着領域の存在を模式的に
示している。

第１図（ｃ）はその未接着領域を光学的に検出する方法
を説明する図である。

以下、第１図（ａ）乃至（Ｃ）を参照しながら本発明の
実施例について説明する。

第１図（ａ）参照 厚さ６００μｍ程度のシリコン単結晶からなる第１の半
導体基板１１の表面を熱酸化して、厚さ約１μｍの第１
の絶縁層１２を形成する。

厚さ６００μｍ程度のシリコン単結晶からなる第２の半
導体基板２１の表面を熱酸化して、厚さ約１μｍの第２
の絶縁層２２を形成する。

第１の絶縁層１２と第２の絶縁層２２を向かい合わせて
接触させる。

第１図（ｂ）参照 ８００℃１．５分の熱処理により第１の絶縁層１２と第
２の絶縁層２２を接合し、絶縁層２を形成することによ
り、第１の半導体基板１１と第２の半導体基板２１を一
体化してＳＯＩ基板１を形成する。絶縁層２の中には例
えば５００μｍ程度の寸法の未接着領域４が存在する。

第２の半導体基板２１の露出している面を平盤上で鏡面
研磨して表面半導体層３を形成する。この時、第２の半
導体基板２１を研削して薄くしてから鏡面研磨してもよ
い。

絶縁層２の中に未接着領域４が存在すると、第２の半導
体基板２１の露出している面に未接着領域４に対応する
凸状の変形が生じ、かかる変形はその面を平盤上で鏡面
研磨した後でも残存する。

なぜ残存するかその理由は必ずしも明らかでないが５次
のように推定される。

平盤上で鏡面研磨している時は未接着領域４に含まれる
ガスが圧縮されて高い内圧を有している。

表面半導体層３の表面が平らに鏡面研磨されたとしても
、−旦平盤から離すと未接着領域４に含まれるガスは内
圧を下げるように膨張するので、未接着領域４付近で表
面半導体層３は極めてわずかではあるが凸状に変形する
。

第１図（Ｃ）参照 高さの差が極めて小さいなだらかな凹凸のある表面半導
体層３表面の鏡面を光学的手段により観察する。光源５
として例えば発光ダイオードを使用し、そこから出た光
をレンズ６１により平行にし０表面半導体層３の表面に
入射させる。表面半導体層３の表面で反射した光はレン
ズ６２を通ってテレビカメラ７に入射する。テレビカメ
ラ７で捕らえられた像はデイスプレィ８に表示される。

ところで、未接着領域４に対応する表面半導体層３の表
面の凸状の部分で反射する光は他の平坦な部分で反射す
る光に比べて発散する傾向にあるので、テレビカメラ７
で捕らえるその部分は暗くなる。その感度は極めて高＜
、１０ｎｍ程度の凹凸も検出することができる。

かくして、１鶴以下の寸法の未接着領域４が容易に検出
される。

なお、ＳＯＩ基板１の第１の半導体基板１１側の面を鏡
面研磨して、その面を光学的手段により観察することに
より未接着領域４に対応する凹凸を検出することもでき
る。

また、ＳＯＩ基板１の両面を平行平盤により同時に鏡面
研磨してもよい。

さらに、第１の半導体基板１１或いは第２の半導体基板
２１の露出している面が張り合わせ前に鏡面研磨されて
いる場合は、張り合わせて一体化した後あらためて鏡面
研磨する必要はなく、すぐ光学的手段により未接着領域
４に対応する凹凸を検出することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に２本発明によれば、１０以下の寸法の
未接着領域を非破壊的に短時間で検出することができる
ので、基板張り合わせ技術により作製したＳＯＩ基板に
未接着領域が発生している時、その基板を早期に選別、
除去することにより。

工程の無駄を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例 である。図において。 １はＳＯＩ基板。 １１．２１はそれぞれ第１の半導体基板、第２の半導体
基板。 １２．２２はそれぞれ第１の絶縁層、第２の絶縁層。 ２は絶縁層。 ３は表面半導体層。 ４は未接着領域。 ５は光源。 ６１．６２はレンズ。 ７はテレビカメラ。 ８はディスプレイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板張り合わせ技術により作製したＳＯＩ基板（１）
   の未接着領域（４）を検出する検査方法であって、 少なくとも該ＳＯＩ基板（１）の片面が鏡面状態となる
   ようにして、該片面に形成される該未接着領域（４）に
   対応する凹凸を光学的手段により検出することを特徴と
   するＳＯＩ基板の検査方法。