專利名稱：Soi晶片的檢查方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種像SOI晶片那樣具有多層膜結構的半導體基板的檢查或使用此半導體基板的元件工序的檢查技術，尤其涉及一種檢測技術，在利用光的檢查中通過檢測反射光來檢測各種表面缺陷及圖案缺陷。
背景技術：
在具有多層膜結構的半導體基板的制造工序及采用此半導體基板的元件工序中， 檢測會影響元件成品率的表面及表面周圍的各種缺陷，這對于進行工序管理、提高成品率而言至關重要。而且，近年來，SOI (絕緣層上覆硅)晶片作為具有多層膜結構的半導體基板而逐漸應用于元件制作中，隨著工序變得復雜，微細化不斷發(fā)展，從檢測能力或產(chǎn)量的方面來看，光學檢查的重要性逐漸提高。這種表面及表面周圍附近的作為檢查對象的缺陷等，包括結晶缺陷、異物、刮痕、 圖案缺陷及堆積圖案的異常等，為了檢測出這些缺陷，可利用采用散射光的暗視場檢查方法或采用顯微鏡的明視場檢查方法。已揭示有以下方法，例如通過檢測向半導體基板照射激光束時的散射光來檢查半導體基板的方法(參照專利文獻1)、以同一入射角度將兩種以上波長的激光交替入射至受檢物或者以混合的形式入射至受檢物來檢查表面的方法(參照專利文獻幻等。[先前技術文獻](專利文獻)專利文獻1 日本專利特開2006-112871號公報專利文獻2 日本專利特開2004-132755號公報

發(fā)明內容
[發(fā)明所要解決的問題]如上所述的缺陷，具體來說，包括SOI層膜厚的變化所造成的缺陷(伴隨著膜厚變化的缺陷)，這種缺陷將會影響SOI上所制造的元件的特性。因此，在SOI晶片制造工藝或產(chǎn)品SOI晶片檢查中，靈敏地檢查出SOI層膜厚的變化所造成的缺陷是十分重要的。這種SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，包括SOI層膜厚的減少所造成的類似于凹陷形狀的缺陷，此缺陷的深度并非一直達到埋入式絕緣層(BOX層)的深度，而是距絕緣層約為IOnm的深度。并且，此缺陷的大小的范圍比在激光散射法中所使用的波長范圍更大。此缺陷的范圍，通常可觀察到10 μ m左右，如果調整光學檢查裝置的顯微鏡的倍率，則可觀察到1 2μπι左右至數(shù)百μπι左右。并且，有關形狀，可以檢測出圓形、圓形相關的形狀及橢圓，在其他元件工序中也可能會檢測出像長方形那樣具有角的形狀。并且，有時并非存在如上所述的SOI層膜厚的減少所造成的凹陷形狀，而是存在由于SOI層膜厚的增加而導致層厚增加從而形成的像小山一樣形狀的缺陷。利用先前的檢查方法難以靈敏地檢查這種由于SOI層膜厚的增加及減少而變化所造成的缺陷。例如，如上所述的先前的采用激光散射式的方法，對檢測微粒等異物較為有效，但是對SOI層的微小區(qū)域上的膜厚的變化所造成的缺陷而言，散射強度較弱，檢測靈敏度并不充分，并且難以加以區(qū)分地檢測出異物等和膜厚變化所造成的缺陷。[解決問題的技術手段]本發(fā)明是鑒于所述課題而完成，目的在于提供一種SOI晶片檢查方法，所述SOI晶片檢查方法可以不受SOI晶片表面的異物的影響，靈敏地、低成本地檢查SOI晶片的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。為了達成所述目的，本發(fā)明提出一種SOI晶片的檢查方法，所述SOI晶片的檢查方法是使用具有照射出可見光波長以上波段的光的光源的光學檢查裝置，從所述光源向在埋入式絕緣層上形成有SOI層而成的SOI晶片的表面照射光，通過檢測來自于所述SOI晶片的反射光來檢測所述SOI晶片表面的由于所述SOI層膜厚的增加及減少而變化所造成的缺陷，所述SOI晶片的檢查方法的特征在于至少具有下述工序計算量變曲線Pl的工序，所述量變曲線Pi是表示所述檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算量變曲線P2的工序，所述量變曲線P2是表示與所述檢查對象SOI晶片相比所述SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算所述計算出的量變曲線P1、P2兩者的差的量變曲線P3( = P2-P1)或量變曲線P1、P2的變化率的量變曲線P4( = (P2-P1)/Pl)，選擇該計算出的量變曲線P3或P4內的最大峰值波長λΜ周圍的波長λ或波段的工序；向所述檢查對象SOI晶片的表面照射所述已選擇的波長λ或波段的光，檢測來自于該SOI晶片的反射光的工序；及，將所述檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為所述SOI 晶片表面的所述SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的工序。這樣，如果是下述SOI晶片的檢查方法，則可以不受存在于SOI層表面的異物所引起的噪音(NOISE)的影響，高靈敏度地、低成本地檢測出SOI晶片表面的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，所述SOI晶片的檢查方法至少具有下述工序計算量變曲線Pl的工序，所述量變曲線Pi是表示所述檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算量變曲線P2的工序，所述量變曲線P2是表示與所述檢查對象SOI晶片相比所述SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算所述計算出的量變曲線P1、P2兩者的差的量變曲線P3( = P2-P1)或量變曲線P1、P2的變化率的量變曲線P4( = (P2-P1)/Pl)，選擇該計算出的量變曲線P3或P4內的最大峰值波長λΜ周圍的波長λ或波段的工序；向所述檢查對象SOI晶片的表面照射所述選擇出的波長λ或波段的光，檢測來自于該SOI晶片的反射光的工序；及，將所述檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為所述SOI 晶片表面的所述SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的工序。并且，可以選擇性地僅檢測出SOI 層膜厚的變化所造成的缺陷。此時，當檢測由于所述SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，可以計算所述SOI層的膜厚僅減少t的SOI晶片的量變曲線P2 ；當檢測由于所述SOI層膜厚增加而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線P2的工序中，可以計算所述SOI層的膜厚僅增加t的SOI晶片的量變曲線P2。這樣，如果是當檢測由于所述SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線P2的工序中，計算所述SOI層的膜厚僅減少t的SOI晶片的量變曲線P2 ；當檢測由于所述SOI層膜厚增加而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線P2的工序中，計算所述SOI層的膜厚僅增加t的SOI晶片的量變曲線P2，就可以選擇分別適用于由于SOI 層膜厚增加而變化所造成的缺陷和由于SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷的波長或波段并進行檢查，且可以更加準確且高靈敏度地檢測出這些缺陷，同時分別加以區(qū)分地檢測出由于增加及減少而變化所造成的缺陷。而且此時，可以對所述檢測出的反射光的反射強度設定臨界值，選擇性地檢測該臨界值以上的缺陷。這樣，如果是對所述檢測出的反射光的反射強度設定臨界值，檢測該臨界值以上的缺陷，就可以選擇性地僅檢測出對元件工序具有影響的、SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。而且此時，優(yōu)選根據(jù)所述SOI晶片的膜厚均勻性來設定所述特定厚度t。這樣，如果是根據(jù)所述SOI晶片的膜厚均勻性來設定所述特定厚度t，就可以根據(jù)膜厚均勻性選擇適宜的波長或波段來進行檢查，抑制由于膜厚不均勻所產(chǎn)生的干擾對檢查造成影響，更加準確且高靈敏度地檢測出SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。而且此時，可以將所述特定厚度t設定在5 20nm的范圍內。這樣，如果是將所述特定厚度t設定在5 20nm的范圍內，就可以針對膜厚均勻性在士3nm以下的SOI晶片選擇適宜的波長或波段并且高靈敏度地進行檢查。因此，本發(fā)明的方法適用于采用離子注入剝離法制作而成的膜厚均勻性在士3nm以下的SOI晶片。而且此時，在計算所述量變曲線P2的工序中，計算出所述SOI層的膜厚僅減少所述特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，所述選擇的波長λ或波段可以從λΜ-20[ηπι] 以上至λΜ+100[ηπι]以下的范圍內選擇，在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，計算出所述SOI 層的膜厚僅增加特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，所述選擇的波長λ或波段可以從入Μ-100 [nm]以上至λΜ+20[ηπι]以下的范圍內選擇。這樣，如果在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，計算出所述SOI層的膜厚僅減少所述特定厚度t的SOI晶片的量變曲線Ρ2時，從λΜ-20[ηπι]以上至λΜ+100[ηπι]以下的范圍內選擇所述選擇的波長λ或波段，在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，計算出所述SOI層的膜厚僅增加所述特定厚度t的SOI晶片的量變曲線Ρ2時，從λΜ-100[ηπι]以上至λΜ+20[ηπι] 以下的范圍內選擇所述選擇的波長λ或波段，就可以根據(jù)量變曲線Ρ2，選擇能夠進行更為準確且高靈敏度的檢查的波長λ或波段。由于本發(fā)明是一種SOI晶片的檢查方法，所述SOI晶片的檢查方法對SOI晶片表面的由于SOI層膜厚的增加及減少而變化所造成的缺陷進行檢測，所述方法至少具有下述工序計算量變曲線Pi的工序，所述量變曲線Pi是表示檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算量變曲線Ρ2的工序，所述量變曲線Ρ2是表示與所述檢查對象SOI晶片相比SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的 SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算所述計算出的量變曲線P1、P2兩者的差的量變曲線P3( = P2-P1)或量變曲線P1、P2的變化率的量變曲線P4( = (P2-P1)/P1)，選擇該計算出的量變曲線P3或P4內的最大峰值波長λΜ周圍的波長λ或波段的工序；向所述檢查對象SOI晶片的表面照射所述已選擇的波長λ或波段的光，檢測
5來自于該SOI晶片的反射光的工序；及，將所述檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為所述SOI晶片表面的所述SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的工序。因此， 可以不受存在于SOI層表面的異物所引起的噪音的影響，高靈敏度地、低成本地檢測出SOI 晶片表面的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。并且，可以選擇性地僅檢測SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。


圖1是表示本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法的工序的流程圖。圖2是表示計算出的量變曲線P1、P2的一例的圖。
圖3是表示計算出的量變曲線P3的一例的圖。圖4是表示可以在本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法中使用的光學檢查裝置的示意圖。圖5是表示檢測出的反射光的反射強度的一例的圖。圖6是表示檢測出的反射光的反射強度的另一例的圖。圖7(A)是說明當根據(jù)檢測出的反射光的反射強度來檢測缺陷時，將反射強度的臨界值設定為不是峰值的部分的3倍以上的情況的一例的圖。圖7(B)是說明當根據(jù)檢測出的反射光的反射強度來檢測缺陷時，將反射強度的臨界值設定為不是峰值的部分的2倍以上的情況的一例的圖。圖8是表示計算出的量變曲線P1、P2的另一例的圖。圖9是表示計算出的量變曲線P3的另一例的圖。圖10(A)是表示在實施例中檢查SOI晶片的缺陷的結果的圖。圖10(B)是表示在比較例中檢查SOI晶片的缺陷的結果的圖。圖11是表示計算出的量變曲線P1、P2、P3及P4的另一例的圖。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的實施方式加以說明，但本發(fā)明并不限定于此。近年來，SOI晶片作為具有多層膜結構的半導體基板而逐漸應用于元件制作中，隨著工序變得復雜，微細化不斷發(fā)展，從檢測能力或產(chǎn)量方面來看，光學檢查的重要性逐漸提
尚ο作為這種光學檢查的對象，存在SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，在SOI晶片制造工藝或產(chǎn)品SOI晶片檢查中，靈敏地檢查SOI層膜厚的變化所造成的缺陷是十分重要的。利用先前的檢查方法難以靈敏地檢查這種SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。例如，如上所述的先前的采用激光散射式的方法，對檢測微粒等異物較為有效，但是對SOI層的微小區(qū)域上的膜厚的變化所造成的缺陷而言，散射強度較弱，檢測靈敏度并不充分，并且難以加以區(qū)分地檢測出異物等和膜厚變化所造成的缺陷。因此，本發(fā)明者為了解決這種問題而反復銳意研究。結果想到，如果在使用成本較低的可見光的明視場檢查方法中，使用反射率的變化會相對于SOI層的膜厚變化而增大的波長范圍的檢查光來進行檢查，就可以高靈敏度地檢測SOI層膜厚的變化所造成的缺陷或膜厚異常區(qū)域。
并且想到，如果求出表示檢查對象的SOI層膜厚的SOI晶片對可見光的反射率的波長相關性的量變曲線、和表示與所述SOI晶片相比SOI層膜厚僅增加特定厚度的膜厚不同的SOI晶片對可見光的反射率的波長相關性的量變曲線的差分或變化率，并使用表示此差分或變化率增大的最大峰值的波長周圍的波長或波段的光來進行檢查，就可以強調出 SOI層膜厚的所述特定厚度的變化所造成的反射光的反差(contrast)的變化，并且可以高靈敏度地、低成本地檢測SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，從而完成本發(fā)明。在本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法中，使用具有照射出可見光波長以上波段的光的光源的光學檢查裝置來進行檢查。這樣，由于在本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法中使用成本較低的可見光來進行檢查，因此本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法是一種低成本的檢查方法。并且，本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法所檢測的缺陷是SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，這種缺陷中，包括缺陷部分是由于SOI層膜厚減少的變化所造成的層變薄的例如類似于凹陷形狀的缺陷、和缺陷部分是由于SOI層膜厚增加而變化所造成的層變厚的例如像小山一樣形狀的缺陷。圖1是表示本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法的工序的流程圖。本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法的檢查對象物，是在埋入式絕緣層(BOX層)上形成有SOI層而成的SOI晶片，此處，設SOI層的厚度為S[nm]，設埋入式絕緣層(BOX層)的厚度為B[nm]。首先，通過模擬計算量變曲線P1，量變曲線Pl是表示這種檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性(參照圖1的A)。然后，通過模擬計算量變曲線P2，量變曲線P2是表示與檢查對象SOI晶片相比 SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性(參照圖1的B)。圖2是表示當檢查對象SOI晶片的SOI層的厚度S為72. 5nm，埋入式絕緣層的厚度B為145nm時的量變曲線P1，和假定SOI層比此檢查對象SOI晶片的SOI層薄IOnm左右的SOI晶片，也就是當設特定厚度t為lOnm，設SOI層的膜厚為62. 5nm時的量變曲線P2 的一例的圖。如圖2所示，可知由于改變了 SOI層的厚度，表示反射率的波長相關性的量變曲線P1、P2發(fā)生了變化。然后，計算通過模擬計算出的量變曲線P1、P2兩者的差的量變曲線P3( = P2_P1) 或量變曲線PI、P2的變化率的量變曲線P4(= (P2-P1)/P1)。然后，選擇此計算出的量變曲線P3或P4內增大的峰值中的最大峰值波長λΜ周圍的波長λ或波段，并將所述波長λ 或波段作為在后續(xù)工序中使用的向SOI晶片的表面照射的光的波長λ或波段(參照圖1 的C)。以下說明具體例。圖3是表示計算出的圖2所示的量變曲線Pl、Ρ2的差的量變曲線Ρ3的圖。如圖 3所示，在量變曲線Ρ3中可以觀察到幾個表示為增大的峰值(朝上的峰值)的部分。然后， 其中的箭頭所表示的部分是最大峰值波長入 (約62011111)，選擇此波長λΜ周圍的波長λ或波段來作為檢查波長。此處，作為選擇的波長λ或波段，可以選擇量變曲線Ρ3的最大峰值波長λΜ來作為單波長λ，也可以從最大峰值波長λ Μ周圍的波長中選擇單波長λ。或者，也可以選擇此最大峰值波長λΜ的周圍來作為波段。
此處，可以對量變曲線P3或P4設定臨界值。而且，如果僅選擇性地檢測在此臨界值以上的情況的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，就可以僅檢測對元件工序造成影響的 SOI層膜厚的變化所引起的缺陷。然后，使用光學檢查裝置來進行SOI晶片的檢查，所述光學檢查裝置具有照射出在先前的工序中已選擇的波長λ或波段的光的光源。此處，本發(fā)明中可以使用的光學檢查裝置，只要是具有照射出可見光波長以上波段的光的光源，可以向檢查對象SOI晶片照射在先前的工序中已選擇的波長或波段的光， 并檢測出反射光即可，并無特別限定，可以使用例如圖4所示的光學檢查裝置2，所述光學檢查裝置2是在檢測相機5的前方安裝了帶通濾波器4而構成。圖4所示的光學檢查裝置2，可以利用帶通濾波器4僅使所需波長λ或波段的光通過，從而對光源3所發(fā)出的光進行濾波，并向SOI晶片1的表面照射?；蛘撸部梢允箮V波器4例如為聲濾波器、液晶濾波器、可調諧激光器來進行所照射的光的濾波。并且，也可以在光源處設定波長λ，使用各種激光器(激光二極管(Laser Diode, LD)、氣體激光器、固體激光器、可調諧激光器)、發(fā)光二極管(LED)及液晶顯示器(LCD)等。 并且，也可以簡易地使用彩色相機的RGB信號的中的一個信號。使用這種光學檢查裝置2，向檢查對象SOI晶片1的表面照射在先前的工序中已選擇的波長λ或波段的光，并檢測來自于該SOI晶片1的反射光(參照圖1的D)。此時，利用XY軸載臺6或R θ載臺對SOI晶片整體進行掃描，檢測反射光。然后，將此檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為SOI晶片表面的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷(參照圖1的Ε)。具體來說，取得檢測出的反射光的反射強度圖像，將反射強度增加而成為峰值(朝上的峰值)的圖像部分，作為SOI層膜厚的變化所造成的缺陷提取出來即可。圖5是表示測定反射光的反射強度的實驗結果的圖，所述反射光是當向實際上存在SOI層膜厚的變化所造成的缺陷且SOI層的厚度S為72. 5nm，埋入式絕緣層的厚度B為 145nm的SOI晶片的一部分區(qū)域，照射三種波長G50nm、550nm及650nm)的光時所檢測到的反射光。并且，圖3是表示針對此SOI晶片計算量變曲線P3的結果的圖，波長650nm是圖 3求出的最大峰值波長λΜ(620ηπι)周圍的波長。如圖5所示，在波長為650nm的情況下，檢測出的反射光的反射強度成為朝上的峰值的部分是在晶片位置約50 μ m附近，將該部分檢測為SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。而且，實際上存在的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷就是在此晶片位置約50 μ m附近的位置處。另一方面，在波長為450nm的情況下并不存在峰值，在波長為550nm的情況下存在減少而成為峰值(朝下的峰值)的部分。這樣，由于如果使用λ M周圍的波長的檢查光，就可以在具有SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的位置處，觀察到反射強度增加而成為峰值的部分，因此，可以將該部分檢測為 SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。另外，將測定反射光的反射強度的實驗結果示于圖6，所述反射光是當向實際上并非SOI層膜厚的變化所造成的缺陷而是存在異物的SOI晶片的一部分區(qū)域同樣照射三種波長G50nm、550nm及650nm)的光時的反射光。如圖6所示，在任一波長處都可以觀察到成朝下的峰值的部分。而且，此處實際上存在異物。也就是，在存在異物的位置處，可以觀察到反射強度減少而形成峰值的部分，因此，可以明確地區(qū)分并檢測出異物與SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。此處，在檢測缺陷時，可以設定反射強度的臨界值。而且，可以設定為只有在峰值為某一特定的反射強度的值以上的情況下檢測為缺陷。例如，如圖7(A) (B)所示，可以按相對于不是峰值的部分(圖7(A) (B)的A)的反射強度的倍率進行設定，圖7(A)表示可以按增加而成為峰值的部分的反射強度為不是峰值的部分的3倍的倍率來進行檢測的情況下的一例。圖7(B)表示可以按增加而成為峰值的部分的反射強度為不是峰值的部分的2倍的倍率來進行檢測的情況下的一例。利用如上述中所說明的本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法，可以不受存在于SOI層的異物所造成的噪音的影響，高靈敏度地、低成本地檢測出SOI晶片表面的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。并且，如上所述，根據(jù)反射光的反射強度的峰值的方向，可以明確地區(qū)分并檢測出異物與SOI層膜厚的變化所造成的缺陷，可以選擇性地僅檢測出SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。此時，當檢測由于SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷時，在量變曲線P2的計算中，如圖2所示，可以計算出SOI層的膜厚僅減少t的SOI晶片的量變曲線P2。并且，當檢測由于SOI層膜厚增加而變化所造成的缺陷時，在量變曲線P2的計算中，如圖8所示，可以計算出SOI層的膜厚僅增加t的SOI晶片的量變曲線P2。在圖8中是計算檢查對象SOI晶片的量變曲線P1，和SOI層的膜厚僅比所述檢查對象SOI晶片的SOI層厚IOnm左右的SOI 晶片的量變曲線P2的一例。將計算出的此時的量變曲線P1、P2的差的量變曲線P3的一例示于圖9。如圖9所示，此時與圖3相同，也可以在量變曲線P3中觀察到幾個表示為增大的峰值的部分，箭頭所表示的部分是最大峰值波長λΜ。這樣一來，就可以選擇分別適于由于SOI層膜厚增加而變化所造成的缺陷和由于SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷的波長或波段并進行檢查，可以更加準確且高靈敏度地檢測出這些缺陷，同時分別加以區(qū)分地檢測出由于增加及減少膜厚而變化所造成的缺陷。而且此時，優(yōu)選根據(jù)SOI晶片的膜厚均勻性來設定特定厚度t。這樣，如果根據(jù)SOI晶片的膜厚均勻性來設定特定厚度t，就可以根據(jù)膜厚均勻性選擇適宜的波長或波段來進行檢查，例如，在對于膜厚均勻性較差的SOI晶片將特定厚度 t設定為較小的情況下，可以抑制將并非缺陷的噪音檢測為缺陷等由于膜厚不均勻所產(chǎn)生的噪音對檢查造成影響，從而更加準確且高靈敏度地檢測出SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。具體來說，由于利用例如離子注入剝離法(又叫做智能剝離(注冊商標)法 (Smart-Cut)。)制作而成的SOI晶片，可以獲得晶片平面內的膜厚均勻性在士3nm以下的 SOI層，因此，此時可以將減少厚度設定在5 20nm左右。而且此時，在計算量變曲線P2的工序(圖1的B)中，當計算出SOI層的膜厚僅減少特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，在后續(xù)工序(圖1的C)中選擇的波長λ或波段可以從λΜ-20[ηπι]以上至λΜ+100[ηπι]以下的范圍內選擇，當計算出SOI層的膜厚僅增加特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，選擇的波長λ或波段可以從λΜ-100[ηπι]以上至λΜ+20[ηπι]以下的范圍內選擇。這樣一來，就可以根據(jù)量變曲線Ρ2選擇能夠進行更為準確且高靈敏度的檢查的波長λ或波段。例如，如圖2所示，當計算出SOI層的膜厚僅減少厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，將其后續(xù)工序中計算出的量變曲線P3示于圖3，參照圖3可知，考慮到由于λ M 的長波長的一側逐漸延伸，反射強度增大的區(qū)域不斷地伸長因而設定較寬的波長范圍將會獲得積分強度，由于在短波長一側驟然出現(xiàn)反射強度反轉的區(qū)域因而需要設定狹小的波長范圍，如果如上所述設定波長λ或波段，就可以更加準確且高靈敏度地進行檢查。另外，當如圖8所示，計算出SOI層的膜厚僅增加特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，如圖9所示，量變曲線P3與上述SOI層的膜厚僅減少特定厚度t的情況相反，可以將λ Μ的長波長一側設定在狹小的波長范圍內，將短波長一側設定在較寬的波長范圍內。以上，主要詳細地說明了利用Ρ1、Ρ2的差Ρ3來選擇波長λ或波段的情況，但是也可以利用Pl、Ρ2的變化率Ρ4來選擇波長λ或波段。圖11是表示當檢查對象SOI晶片的 SOI層的厚度S為70nm，埋入式絕緣層的厚度B為145nm時的量變曲線P1、P2、P3及P4的另一例的圖。如圖11所示，在P4中也可以觀察到表示為最大峰值波長λΜ的部分，可以與所述Ρ3的情況相同地選擇波長λ或波段。以下，示出本發(fā)明的實施例及比較例并且更加具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。[實施例]使用如圖1所示的本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法，對SOI層膜厚的變化所造成的缺陷進行了檢測。使檢查對象SOI晶片的SOI層的厚度S為72. 5nm，埋入式絕緣層的厚度 B為145nm。針對此SOI晶片計算出量變曲線P1，并計算出SOI層的膜厚僅比檢查對象SOI 晶片薄特定厚度IOnm即為62. 5nm的SOI晶片的量變曲線P2。然后，計算出Pl與P2的差的量變曲線P3，從P3中選擇波段600 720nm。然后，向SOI晶片照射所述已選擇的波段的可見光，檢測來自于SOI晶片的反射光。然后，將檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。結果如圖10(A)所示，檢測出23個SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。利用顯微鏡對此檢測出的缺陷的位置進行調查，從而確認了檢測出的全部23個缺陷實際上均存在。這樣可確認，本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法，可以不受存在于SOI層的異物的所引起的噪音的影響，高靈敏度地、低成本地檢測出SOI晶片表面的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。[比較例]使用利用先前的激光散射法的SOI晶片的檢查方法，對與實施例相同的SOI晶片的表面的缺陷進行檢查。使用KLA-Tencor公司的SP2裝置向SOI晶片照射355nm的單波長的激光，并設定檢測IOOnm以上的微粒的條件，接受來自于SOI晶片的散射光并進行缺陷的檢測。結果，如圖10⑶所示，檢測出5個微粒。然后可知，所述5個微粒的位置，均與在實施例1中檢測出的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的位置不相同。這樣可知，本發(fā)明的SOI晶片的檢查方法，可以檢測出利用先前的激光散射法的SOI晶片的檢查方法所不能檢測出的SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。
另外，本發(fā)明并不限定于所述實施方式。所述實施方式僅為示例，具有與本發(fā)明的權利申請范圍所記載的技術思想實質上相同的構成，并發(fā)揮相同作用效果的所有發(fā)明均包含在本發(fā)明的技術范圍內。
權利要求
1.一種SOI晶片的檢查方法，所述SOI晶片的檢查方法是使用具有照射出可見光波長以上波段的光的光源的光學檢查裝置，由所述光源向在埋入式絕緣層上形成有SOI層而成的SOI晶片的表面照射光，通過檢測來自于所述SOI晶片的反射光來檢測所述SOI晶片表面的由于所述SOI層膜厚的增加及減少而變化所造成的缺陷，所述SOI晶片的檢查方法的特征在于至少具有下述工序計算量變曲線Pi的工序，所述量變曲線Pi是表示所述檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算量變曲線P2的工序，所述量變曲線P2是表示與所述檢查對象SOI晶片相比所述 SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性；計算所述計算出的量變曲線P1、P2兩者的差的量變曲線P3( = P2-P1)或量變曲線PI、 P2的變化率的量變曲線P4 ( = (P2-P1) /Pl)，選擇該計算出的量變曲線P3或P4內的最大峰值波長λΜ周圍的波長λ或波段的工序；向所述檢查對象SOI晶片的表面照射所述已選擇的波長λ或波段的光，檢測來自于該 SOI晶片的反射光的工序；及，將所述檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測為所述SOI晶片表面的所述SOI層膜厚的變化所造成的缺陷的工序。
2.如權利要求1所述的SOI晶片的檢查方法，其中當檢測由于所述SOI層膜厚減少而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，計算所述SOI層的膜厚僅減少 t的SOI晶片的量變曲線Ρ2;當檢測由于所述SOI層膜厚增加而變化所造成的缺陷時，在計算所述量變曲線P2的工序中，計算所述SOI層的膜厚僅增加t的SOI晶片的量變曲線P2。
3.如權利要求1或2所述的SOI晶片的檢查方法，其中對所述檢測出的反射光的反射強度設定臨界值，選擇性地檢測該臨界值以上的缺陷。
4.如權利要求1至3中的任意一項所述的SOI晶片的檢查方法，其中根據(jù)所述SOI晶片的膜厚均勻性來設定所述特定厚度t。
5.如權利要求1至4中的任意一項所述的SOI晶片的檢查方法，其中將所述特定厚度t設定在5 20nm的范圍內。
6.如權利要求1至5中的任意一項所述的SOI晶片的檢查方法，其中在計算所述量變曲線P2的工序中，計算出所述SOI層的膜厚僅減少所述特定厚度t的SOI晶片的量變曲線P2時，所述選擇的波長λ或波段是從λΜ-20[ηπι]以上至λΜ+100[ηπι]以下的范圍內選擇，在計算所述量變曲線Ρ2的工序中，計算出所述SOI層的膜厚僅增加所述特定厚度t的 SOI晶片的量變曲線P2時，所述選擇的波長λ或波段是從λΜ-100[ηπι]以上至λΜ+20[ηπι] 以下的范圍內選擇。
全文摘要
本發(fā)明是一種SOI晶片的檢查方法，所述SOI晶片的檢查方法的特征在于計算量變曲線P1、P2，其中所述量變曲線P1是表示檢查對象SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性，所述量變曲線P2是表示與檢查對象SOI晶片相比SOI層的膜厚僅減少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片對可見光以上的波長范圍的光的反射率的波長相關性，并計算兩者的差的量變曲線P3或變化率的量變曲線P4，向檢查對象SOI晶片的表面，照射根據(jù)該計算出的量變曲線P3或P4內的最大峰值波長λM而選擇的波長λ或波段的光，檢測來自于該SOI晶片的反射光，將此檢測出的反射光的反射強度增加而成為峰值的部分，檢測而作為SOI層膜厚的變化所造成的缺陷。由此提供一種SOI晶片檢查方法，能以不受SOI晶片表面異物的影響，靈敏地、低成本地檢查出SOI晶片的膜厚的變化所造成的缺陷。
文檔編號H01L21/66GK102414821SQ201080019499
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月5日 優(yōu)先權日2009年5月1日
發(fā)明者桑原登 申請人:信越半導體股份有限公司