[发明专利]SOI晶片的检查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种像SOI晶片那样具有多层膜结构的半导体基板的检查或使用此半导体基板的元件工序的检查技术，尤其涉及一种检测技术，在利用光的检查中通过检测反射光来检测各种表面缺陷及图案缺陷。

背景技术

在具有多层膜结构的半导体基板的制造工序及采用此半导体基板的元件工序中，检测会影响元件成品率的表面及表面周围的各种缺陷，这对于进行工序管理、提高成品率而言至关重要。而且，近年来，SOI(绝缘层上覆硅)晶片作为具有多层膜结构的半导体基板而逐渐应用于元件制作中，随着工序变得复杂，微细化不断发展，从检测能力或产量的方面来看，光学检查的重要性逐渐提高。

这种表面及表面周围附近的作为检查对象的缺陷等，包括结晶缺陷、异物、刮痕、图案缺陷及堆积图案的异常等，为了检测出这些缺陷，可利用采用散射光的暗视场检查方法或采用显微镜的明视场检查方法。

已揭示有以下方法，例如：通过检测向半导体基板照射激光束时的散射光来检查半导体基板的方法(参照专利文献1)、以同一入射角度将两种以上波长的激光交替入射至受检物或者以混合的形式入射至受检物来检查表面的方法(参照专利文献2)等。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本专利特开2006-112871号公报

专利文献2：日本专利特开2004-132755号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

如上所述的缺陷，具体来说，包括SOI层膜厚的变化所造成的缺陷(伴随着膜厚变化的缺陷)，这种缺陷将会影响SOI上所制造的元件的特性。因此，在SOI晶片制造工艺或产品SOI晶片检查中，灵敏地检查出SOI层膜厚的变化所造成的缺陷是十分重要的。

这种SOI层膜厚的变化所造成的缺陷，包括SOI层膜厚的减少所造成的类似于凹陷形状的缺陷，此缺陷的深度并非一直达到埋入式绝缘层(BOX层)的深度，而是距绝缘层约为10nm的深度。并且，此缺陷的大小的范围比在激光散射法中所使用的波长范围更大。

此缺陷的范围，通常可观察到10μm左右，如果调整光学检查装置的显微镜的倍率，则可观察到1～2μm左右至数百μm左右。并且，有关形状，可以检测出圆形、圆形相关的形状及椭圆，在其他元件工序中也可能会检测出像长方形那样具有角的形状。并且，有时并非存在如上所述的SOI层膜厚的减少所造成的凹陷形状，而是存在由于SOI层膜厚的增加而导致层厚增加从而形成的像小山一样形状的缺陷。

利用先前的检查方法难以灵敏地检查这种由于SOI层膜厚的增加及减少而变化所造成的缺陷。例如，如上所述的先前的采用激光散射式的方法，对检测微粒等异物较为有效，但是对SOI层的微小区域上的膜厚的变化所造成的缺陷而言，散射强度较弱，检测灵敏度并不充分，并且难以加以区分地检测出异物等和膜厚变化所造成的缺陷。

[解决问题的技术手段]

本发明是鉴于所述课题而完成，目的在于提供一种SOI晶片检查方法，所述SOI晶片检查方法可以不受SOI晶片表面的异物的影响，灵敏地、低成本地检查SOI晶片的SOI层膜厚的变化所造成的缺陷。

为了达成所述目的，本发明提出一种SOI晶片的检查方法，所述SOI晶片的检查方法是使用具有照射出可见光波长以上波段的光的光源的光学检查装置，从所述光源向在埋入式绝缘层上形成有SOI层而成的SOI晶片的表面照射光，通过检测来自于所述SOI晶片的反射光来检测所述SOI晶片表面的由于所述SOI层膜厚的增加及减少而变化所造成的缺陷，所述SOI晶片的检查方法的特征在于至少具有下述工序：计算量变曲线P1的工序，所述量变曲线P1是表示所述检查对象SOI晶片对可见光以上的波长范围的光的反射率的波长相关性；计算量变曲线P2的工序，所述量变曲线P2是表示与所述检查对象SOI晶片相比所述SOI层的膜厚仅减少特定厚度t[nm]、或增加特定厚度t[nm]的SOI晶片对可见光以上的波长范围的光的反射率的波长相关性；计算所述计算出的量变曲线P1、P2两者的差的量变曲线P3(＝P2-P1)或量变曲线P1、P2的变化率的量变曲线P4(＝(P2-P1)/P1)，选择该计算出的量变曲线P3或P4内的最大峰值波长λ_M周围的波长λ或波段的工序；向所述检查对象SOI晶片的表面照射所述已选择的波长λ或波段的光，检测来自于该SOI晶片的反射光的工序；及，将所述检测出的反射光的反射强度增加而成为峰值的部分，检测为所述SOI晶片表面的所述SOI层膜厚的变化所造成的缺陷的工序。