ＳＯＩウェーハの検査方法
【課題】ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行うことが可能な検査方法を提供する。
【解決手段】ＳＯＩウェーハ１にＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａにおける表面から埋め込み酸化膜３まで到達する検査用トレンチ７・７・・・を形成し、検査用トレンチ７・７・・・にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材８・８・・・を埋め込み、ＳＯＩウェーハ１を所定の処理温度に到達するまで加熱し、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・・・の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出し、検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否を判定する。
【解決手段】ＳＯＩウェーハ１にＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａにおける表面から埋め込み酸化膜３まで到達する検査用トレンチ７・７・・・を形成し、検査用トレンチ７・７・・・にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材８・８・・・を埋め込み、ＳＯＩウェーハ１を所定の処理温度に到達するまで加熱し、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・・・の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出し、検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＯＩウェーハの検査方法に関する。
より詳細には、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の浮遊容量を小さくすることにより半導体素子の高速度化および低消費電力化を達成する方法としては、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハを半導体素子の原材料（シリコン基板）に用いる方法が知られている。
【０００３】
ＳＯＩウェーハは絶縁膜が埋め込まれたシリコンウェーハである。一般的に、ＳＯＩウェーハはその表面から内部に向かって「表面部シリコン」、「絶縁膜（その多くは埋め込み酸化膜）」および「基板部シリコン」の三層構造を有し、表面部シリコンと基板部シリコンとが絶縁膜によって電気的に絶縁される。
そのため、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに形成された半導体素子の浮遊容量は、通常の（絶縁膜が埋め込まれていない）シリコンウェーハに形成された半導体素子の浮遊容量に比べて小さい。
【０００４】
また、ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜まで到達するトレンチ（溝）を形成し、当該トレンチの側壁に酸化膜（側壁酸化膜）を形成し、埋め込み酸化膜および側壁酸化膜により囲まれた部分に半導体素子を形成することにより、隣接する半導体素子の間を電気的に絶縁する（素子分離する）技術も知られている。
【０００５】
ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成する工程には、ＳＯＩウェーハに熱処理を施す（加熱する）工程が含まれる。
また、ＳＯＩウェーハの埋め込み酸化膜および側壁酸化膜（いずれも通常は二酸化シリコン）と、ＳＯＩウェーハの表面部シリコン（通常は単結晶シリコン）との間では、熱膨張率が異なる。
そのため、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成する過程において、表面部シリコンとこれらの酸化膜との境界部、特に、トレンチの側壁と埋め込み酸化膜との境界部（エッジ）に熱応力が発生し、当該部分において転位が発生する場合がある。
上記メカニズムにより発生した転位は半導体素子のリーク電流、ひいては半導体素子の動作不良の原因となる。
【０００６】
上記「リーク電流に起因する半導体素子の動作不良」を低減するためには、半導体素子を形成する工程の諸パラメータを見直す（例えば、熱処理の温度を下げる、熱処理の時間を短縮する等）とともに、歪み（内部応力）が小さいＳＯＩウェーハ、すなわち半導体素子を形成する過程で転位が発生しにくいＳＯＩウェーハを用いて半導体素子を形成する、といった対策を要する。
【０００７】
従来、リーク電流による半導体素子の動作不良を検査する方法としては、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成し、形成された各半導体素子に通電し、各半導体素子の電気特性（電流、電圧等）を検査する工程を含む方法が知られている（以下、この方法を「従来検査方法」という）。
しかし、従来検査方法は、「ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前にリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができない」、言い換えれば「実際にＳＯＩウェーハに半導体素子を形成した後でしかリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができない」、という問題を有する。
上記の問題から派生して、工業的にＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する場合には以下の問題が発生する。
【０００８】
第一に、製品たる半導体素子が確実に動作することを保証するためには、出荷前の検査においてリーク電流による動作不良が有ると判定されたＳＯＩウェーハを廃棄処分しなければならないので、当該ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成するために使われた労力、エネルギー、材料および時間が無駄になる。
例えば、半導体ウェーハにＮチャンネル型ＭＯＳデバイスを形成する工程の一例は、表面酸化、窒化膜成長、フォトリソグラフィ（一回目；フォトレジスト塗布、プリベーク、目合わせ露光、現像、外観チェック、ポストベーク（焼き締め）、選択エッチングまたは成膜・リフトオフ、レジスト剥離（アッシング）を含む）、洗浄、フィールド酸化膜形成、全面エッチング、ゲート酸化、ポリシリコン膜成長、フォトリソグラフィ（二回目）、不純物導入（ドーピング）、層間膜形成、フォトリソグラフィ（三回目）、アルミ膜形成、フォトリソグラフィ（四回目）、保護膜形成、フォトリソグラフィ（五回目）、という一連の工程を含み、多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【０００９】
第二に、ＳＯＩウェーハを受け取ってからリーク電流による動作不良の有無を確認するまでに要する時間が長くなる（この時間は、少なくともＳＯＩウェーハに半導体素子を形成するのに要する時間よりは長い）。
その結果、「半導体素子を形成する過程で転位が発生し易いＳＯＩウェーハ（内部応力が大きいＳＯＩウェーハ）」を半導体素子を形成する工程に連続して投入した場合、リーク電流による動作不良が確認された時点で既に大量のＳＯＩウェーハが半導体素子を形成する工程に投入され、結果として当該大量のＳＯＩウェーハが廃棄処分される事態も起こり得る（製品として出荷することができない）。
【００１０】
従来検査方法の他、リーク電流による半導体素子の動作不良を検査する方法としては特許文献１に記載の方法が知られている。
【００１１】
特許文献１に記載の方法は、半導体ウェーハに半導体素子を形成するときに半導体素子に電気的に接続されている回路素子用電極パッドおよび当該回路素子用電極パッドおよび半導体素子に対して絶縁されている検査用電極パッドを併せて形成し、回路素子用電極パッドおよび検査用電極パッドの間に電圧を印加する前後の抵抗値、容量値、耐圧およびリーク電流等を測定することにより、リーク電流の発生の有無（リーク電流による動作不良の有無）を検査する工程を含む。
しかし、特許文献１に記載の方法も従来検査方法と同様、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前にリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができないという問題を有する。
【００１２】
上記方法の他、半導体ウェーハ内部の結晶欠陥（転位）を検出する方法としては特許文献２に記載の方法が知られている。
【００１３】
特許文献２に記載の方法は、半導体ウェーハのスクライブ領域に半導体素子の素子構造の少なくとも一部を形成し、半導体ウェーハに半導体素子を形成する一連の工程の途中あるいは半導体素子を形成した後に光の散乱を利用して半導体ウェーハを構成するシリコン単結晶内の結晶欠陥を計測する工程を含む。
しかし、特許文献２に記載の方法を半導体ウェーハに半導体素子を形成する前に当該半導体ウェーハの転位を検出する用途に転用した場合、半導体ウェーハのスクライブ領域にのみ半導体素子の素子構造の少なくとも一部を形成する工程を別途要するので、検査のために多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１４】
その他、目的は異なるが、ＳＯＩウェーハの表面から絶縁膜（埋め込み酸化膜）までの深さ（すなわち、表面部シリコンの厚さ）を測定する方法としては特許文献３に記載の方法が知られており、半導体基板の表面の酸素濃度を測定する方法としては特許文献４に記載の方法が知られている。
【００１５】
特許文献３に記載の方法は、ＳＯＩウェーハの表面から絶縁膜（埋め込み酸化膜）まで到達するトレンチを形成し、当該トレンチの傍らにトレンチの側壁面からの距離が異なる複数のｐｎ接合領域を形成するとともにこれら複数のｐｎ接合領域に対して酸化膜により分離されたオーミック接合領域を形成し、各ｐｎ接合領域とオーミック接合領域との間に逆バイアス電圧を印加することにより各ｐｎ接合領域に対応する逆方向電流を測定する工程を含む。
しかし、特許文献３に記載の方法は、ｐｎ接合領域およびオーミック接合領域を形成する工程を具備するため、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１６】
また、従来検査方法、特許文献１に記載の方法および特許文献３に記載の方法の如く、リーク電流の測定を通じて転位の有無を検出する場合、その検出精度を上げるために半導体ウェーハの表面からの深さがマイクロメートルオーダーとなる深いｐｎ接合を有する半導体素子を形成する必要があり、ひいては多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１７】
特許文献４に記載の方法は、半導体基板の表面に圧痕を付け、当該半導体基板に熱処理を施して半導体基板の表面に転位を発生させ、圧痕から転位までの距離を測定することにより半導体基板の表面の酸素濃度を測定する工程を含む。
特許文献４に記載の方法は、半導体基板の表面の酸素濃度が上昇することにより転位の移動距離が短くなる性質を利用し、予め実験的に求められた「半導体基板の表面の酸素濃度と転位の移動距離との関係」と圧痕から転位までの距離とを比較することにより、半導体基板の表面の酸素濃度を測定する。
しかし、特許文献４に記載の方法において半導体基板の表面に発生する転位は機械的な外力（圧痕）に起因するものであり、ＳＯＩウェーハの埋め込み酸化膜の熱膨張率とＳＯＩウェーハの表面部シリコンの熱膨張率との差（熱ストレス）に起因して発生する転位とはその発生のメカニズムが大きく異なる。
従って、「ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成した場合にリーク電流の原因となる転位が発生するか否かを検査する」という目的を達成するために特許文献４に記載の方法を安易に転用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２３５４８５号公報
【特許文献２】特開平７−２９７２４８号公報
【特許文献３】特開平５−４１４３４号公報
【特許文献４】特開平９−１９９５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行うこと、である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。
【００２１】
即ち、請求項１においては、
ＳＯＩウェーハに前記ＳＯＩウェーハの非素子領域における表面から埋め込み酸化膜まで到達する検査用穴を形成し、
前記検査用穴にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材を埋め込み、
前記ＳＯＩウェーハを所定の処理温度に到達するまで加熱し、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位を検出し、
検出された転位に基づいて前記ＳＯＩウェーハの良否を判定するものである。
【００２２】
請求項２においては、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち少なくとも前記検査用穴の周囲となる部分をエッチングすることにより前記検査用穴の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪みを形成し、当該窪みを検出することにより前記転位を検出するものである。
【００２３】
請求項３においては、
前記検査用穴は、
前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である。
【００２４】
請求項４においては、
前記溝が平行かつ間隔を空けて複数形成され、
前記複数の溝は、
前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までを構成する単結晶シリコンの滑り面と前記ＳＯＩウェーハの表面との交線方向に延び、
前記複数の溝のうち隣り合うものの間隔は、
前記溝の側壁面と前記埋め込み酸化膜の表面との交線を成すエッジから前記ＳＯＩウェーハの表面において前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位までの前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である。
【００２５】
請求項５においては、
前記検出距離Ｌは、
前記検査用穴の周囲の領域に現れた転位を検出するときの前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までの部分を構成するシリコンの厚さＤおよび当該シリコンの表面と前記転位の滑り面との成す角度θを用いて以下の数１で表されるものである。
【００２６】
【数１】
【００２７】
請求項６においては、
前記溝の幅は、
前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きいものである。
【００２８】
請求項７においては、
前記ＳＯＩウェーハの非素子領域は、
前記ＳＯＩウェーハのスクライブライン上の領域を含むものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行うことが可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態に適用されるＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態に適用されるＳＯＩウェーハの平面模式図。
【図２】本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を示すフロー図。
【図３】（ａ）検査用トレンチが形成されたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）検査用トレンチが形成されたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図４】（ａ）検査用トレンチに埋め込み材が埋め込まれたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）検査用トレンチに埋め込み材が埋め込まれたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図５】（ａ）熱処理が施されたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）熱処理が施されたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図６】（ａ）表面がエッチングされたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）表面がエッチングされたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、図１を用いて本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態が適用されるＳＯＩウェーハ１について説明する。
図１の（ａ）に示す如く、本実施形態のＳＯＩウェーハ１はその表面から内部に向かって表面部シリコン２、埋め込み酸化膜３、基板部シリコン４の各層からなる三層構造を有する。
本実施形態のＳＯＩウェーハ１は表面部シリコン２および基板部シリコン４はいずれも単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、埋め込み酸化膜３は二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。
表面部シリコン２および埋め込み酸化膜３の厚さは用途（形成される半導体素子）に応じて適宜選択される。本実施形態の表面部シリコン２の厚さ、すなわちＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）から埋め込み酸化膜３の表面（表面部シリコン２の裏面と当接する面）までの距離はＤ０である。
本実施形態のＳＯＩウェーハ１は「ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＯＸｙｇｅｎ）法」で製造されたものである。
「ＳＩＭＯＸ法」は、シリコンウェーハの表面から酸素分子をイオン注入した後にシリコンウェーハを加熱することにより、シリコンウェーハを構成するシリコン原子とイオン注入された酸素分子とを反応させ、シリコンウェーハの表面から所定の深さとなる位置に埋め込み酸化膜（絶縁膜）を形成する方法である。
なお、本発明に係る「ＳＯＩウェーハ」はＳＩＭＯＸ法により製造されたものに限定されず、他の方法により製造されたＳＯＩウェーハにも適用可能である。ＳＯＩウェーハの他の製造方法としては「張り合わせ法」が挙げられる。
【００３２】
図１の（ｂ）に示す如く、ＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）には、素子領域５・５・・・および非素子領域６が予め設定される。
素子領域５・５・・・は、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を適用した結果「良品である」と判定された場合には半導体素子を形成することが予定される部分である（図１の（ｂ）において斜線が施されていない部分を参照）。本実施形態の素子領域５は平面視長方形状に設定される。
【００３３】
非素子領域６は、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を適用した結果に関わらず、製品となる半導体素子を形成しないことが予定される部分である。
本実施形態の非素子領域６はスクライブ領域６ａおよび廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・を含む。
【００３４】
スクライブ領域６ａはスクライブライン上の領域、すなわち、ＳＯＩウェーハ１の素子領域５・５・・・にそれぞれ半導体素子を形成した場合、各半導体素子を切り離すための切り代となる部分である（図１の（ｂ）において右上がりの斜線が施されている部分を参照）。
本実施形態のスクライブ領域６ａは格子状（所定の間隔を空けて配置された所定の幅を有する複数の縦線と所定の間隔を空けて配置された所定の幅を有する複数の横線とが交差する形状）に設定される。スクライブ領域６ａにより区画された部分に素子領域５・５・・・または廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・が設定される。
【００３５】
廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・は非素子領域６のうちスクライブ領域６ａに含まれない部分である（図１の（ｂ）において右下がりの斜線が施されている部分を参照）。
本実施形態の廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・は、スクライブ領域６ａにより区画された部分のうち、素子領域５・５・・・として設定することができなかった部分である。より具体的には、ＳＯＩウェーハ１の周縁部に位置するために平面視の形状が他の素子領域５・５・・・と同じ形状とならない部分である。
【００３６】
以下では便宜上、ＳＯＩウェーハ１の表面が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（００１）面に対して平行であり、図１の（ｂ）におけるスクライブ領域６ａの縦線の長手方向が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの［１１０］方向に対して平行であり、かつ図１の（ｂ）におけるスクライブ領域６ａの横線の長手方向が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの［１−１０］方向に対して平行である場合、について説明する。
【００３７】
図２に示す如く、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、検査用穴形成工程Ｓ１００、埋め込み工程Ｓ２００、加熱工程Ｓ３００、転位検出工程Ｓ４００、および判定工程Ｓ５００を含む。
【００３８】
以下では、検査用穴形成工程Ｓ１００の詳細について説明する。
図３の（ａ）および（ｂ）に示す如く、検査用穴形成工程Ｓ１００において、ＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａ（本実施形態では、格子状のスクライブ領域６ａのうち、縦線と横線とが交差する部分）には検査用トレンチ７・７・７・７が形成される。
【００３９】
検査用トレンチ７・７・７・７は本発明に係る検査用穴の実施の一形態である。
図３の（ａ）に示す如く、検査用トレンチ７・７・７・７はＳＯＩウェーハ１の表面に開口しており、ＳＯＩウェーハ１の表面から埋め込み酸化膜３の表面まで到達する。
図３の（ｂ）に示す如く、本実施形態の検査用トレンチ７・７・７・７はいずれもＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向である［１１０］方向に延びた形状を有する溝である。
検査用トレンチ７・７・７・７は底面、一対の側壁面および一対の側端面を有する。
検査用トレンチ７の底面は検査用トレンチ７の底を成す面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の底面は実質的には埋め込み酸化膜３の表面であり、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（００１）面に対して平行である。
検査用トレンチ７の一対の側壁面は検査用トレンチ７の四つの周面のうち、検査用トレンチ７の長手方向（［１１０］方向）に延びた面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の一対の側壁面は表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（１−１０）面に対して平行である。
検査用トレンチ７の一対の側端面は検査用トレンチ７の四つの周面のうち、一対の側壁面を繋ぐ面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の一対の側端面は表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（１１０）面に対して平行である。
図３の（ａ）に示す如く、本実施形態の検査用トレンチ７の一対の側壁面はＳＯＩウェーハ１の表面に対して垂直である。
本実施形態の検査用トレンチ７・７・７はドライエッチングにより形成されるが、本発明に係る検査用穴を形成する方法はこれに限定されず、他の方法（例えば、ウェットエッチング）により形成しても良い。
【００４０】
検査用穴形成工程Ｓ１００が終了したら、埋め込み工程Ｓ２００に移行する。
【００４１】
以下では、埋め込み工程Ｓ２００の詳細について説明する。
図４の（ａ）および（ｂ）に示す如く、埋め込み工程Ｓ２００において、検査用トレンチ７・７・７・７にはそれぞれ埋め込み材８・８・８・８が埋め込まれる。
埋め込み材８はＳＯＩウェーハ１の表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンと異なる熱膨張係数（単結晶シリコンの熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数または小さい熱膨張係数）を有する材料で構成される。本実施形態の埋め込み材８は二酸化シリコンからなる。
【００４２】
埋め込み工程Ｓ２００が終了したら、加熱工程Ｓ３００に移行する。
【００４３】
以下では、加熱工程Ｓ３００の詳細について説明する。
加熱工程Ｓ３００において、ＳＯＩウェーハ１は熱処理に施される。より具体的には、ＳＯＩウェーハ１はアルゴンガス雰囲気の加熱炉（不図示）に収容され、加熱される。加熱炉に収容されたＳＯＩウェーハ１は、所定の処理温度に到達するまで昇温され、所定の処理温度で所定の処理時間保持され、その後室温まで冷却される。
【００４４】
図５の（ａ）に示す如く、加熱工程Ｓ３００において熱処理が施された後のＳＯＩウェーハ１には、埋め込み材８を構成する材料の熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差、および埋め込み酸化膜３を構成する二酸化シリコンの熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差に起因する熱ストレスにより、転位９・９・・・が発生している。
なお、図５の（ａ）では便宜上、転位９・９・・・を太い点線で表しているが、実際には加熱工程Ｓ３００において熱処理が施された時点では転位９・９・・・を目視することはできない。
【００４５】
転位９の起点は、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジ、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジである。
加熱工程Ｓ３００では、「埋め込み材８と表面部シリコン２との境界面（検査用トレンチ７の側壁面）において当該境界面に平行な方向に作用する熱ストレス」および「埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との境界面において当該境界面に平行な方向に作用する熱ストレス」が発生する。
上記二種類の熱ストレスは、いずれも表面部シリコン２のうち検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分に作用する。
従って、表面部シリコン２のうち検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分に表面部シリコン２の他の部分よりも熱ストレスが集中し易い。
なお、図５の（ａ）では、厳密には検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点とする転位９・９・・・は図示されていない。
【００４６】
図５の（ａ）に示す如く、転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの滑り面に沿って進展し、ＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）まで到達する。
本実施形態の場合、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの結晶構造はダイヤモンド構造であり、単結晶シリコンの滑り面は｛１１１｝面である。また、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの長手方向は単結晶シリコンの（１−１０）面と（００１）面との交線である［１１０］方向に平行である。また、検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの長手方向は単結晶シリコンの（１１０）面と（００１）面との交線である［１−１０］方向に平行である。
従って、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの｛１１１｝面のうち、［１１０］方向に平行な面である（−１１１）面または（１−１１）面を滑り面として進展する。
また、検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの｛１１１｝面のうち、［１−１０］方向に平行な面である（１１１）面または（−１−１１）面を滑り面として進展する。
【００４７】
加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」、すなわち加熱工程Ｓ３００における「所定の処理温度」、「所定の処理時間」、「熱処理を開始してから所定の処理温度に到達するまでの昇温速度」および「所定の処理温度から室温まで冷却するときの冷却速度」は、ＳＯＩウェーハの直径、ＳＯＩウェーハの厚さ（表面部シリコン、埋め込み酸化膜、基板部シリコンのそれぞれの厚さを含む）、検査用穴の形状、埋め込み材を構成する材料（当該材料の熱膨張係数）等の種々のパラメータに応じて適宜選択される。
また、加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」は、複数のＳＯＩウェーハ１・１・・・を用いた実験により、予め設定される。
より詳細には、本実施形態では以下の（ａ）および（ｂ）の条件が満たされるように加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」が定められる。
（ａ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生し、その結果としてリーク電流が発生するようなＳＯＩウェーハ１」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材８と表面部シリコン２との熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハ１に転位９・９・・・が発生する。
（ｂ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生せず、その結果としてリーク電流が発生しないようなＳＯＩウェーハ１」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材８と表面部シリコン２との熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハ１に転位９・９・・・が発生しない。
本実施形態の場合、所定の処理温度は１０００℃以上１２００℃以下の温度であり、所定の処理時間は１時間以上２時間以下である。
【００４８】
また、埋め込み材８を構成する材料の熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差、および埋め込み酸化膜３を構成する二酸化シリコンの熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差に起因してＳＯＩウェーハ１の内部に発生する熱ストレスを大きくし、ひいては転位９・９・・・の発生を促進するためには、検査用トレンチ７の幅Ｔ（ひいては、埋め込み材８の幅Ｔ）を大きくすることが望ましい。
本実施形態では検査用トレンチ７の幅Ｔ（図３の（ａ）参照）を数マイクロメートルに設定している。
【００４９】
加熱工程Ｓ３００が終了したら、転位検出工程Ｓ４００に移行する。
【００５０】
以下では、転位検出工程Ｓ４００の詳細について説明する。
本実施形態では、転位検出工程Ｓ４００において、以下の（１）から（９）の手順でＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出する。
【００５１】
（１）ＳＯＩウェーハ１の表面にフォトレジストが塗布される。
本実施形態のフォトレジストは、ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布された時点では所定の波長の光を照射することにより変質する感光性有機物質とバインダー（有機溶剤）との混合物である。
【００５２】
（２）ＳＯＩウェーハ１にプリベークが施される。
「プリベーク」は、フォトレジストに含まれるバインダーを除去してフォトレジストに含まれる感光性有機物質とＳＯＩウェーハ１との密着性を向上する目的で行われる熱処理である。
本実施形態では、ＳＯＩウェーハ１を８０℃から１００℃までの温度に加熱することによりプリベークを施す。
【００５３】
（３）ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」に所定の波長の光が照射（目合わせ露光）される。
ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布されたフォトレジストのうち、所定の波長の光が照射された部分は変質する。
【００５４】
（４）ＳＯＩウェーハ１が現像液に浸漬される。
ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布されたフォトレジストのうち、所定の波長の光が照射された部分（変質した部分）は現像液に溶解し、所定の波長の光が照射されなかった部分（変質しなかった部分）は現像液に溶解しない。
従って、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」は露出し、それ以外の部分はフォトレジストにより被覆された状態となる。
現像液の具体例としては、ＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−ｍｅｔｈｙｌ−ａｍｍｏｎｉｕｍ−ｈｙｄｒｏｘｙｄｅ）が挙げられる。
【００５５】
（５）ＳＯＩウェーハ１がリンス液で濯がれる。
リンス液で濯がれることにより、ＳＯＩウェーハ１の表面に残留している現像液が除去される。リンス液の具体例としては超純水（ＳＯＩウェーハ１の表面を汚染しない程度の純度を有する水）が挙げられる。
【００５６】
（６）ＳＯＩウェーハ１にポストベークが施される。
「ポストベーク」は、リンス液を除去するとともにフォトレジストとＳＯＩウェーハ１との密着性を向上する目的で行われる熱処理である。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１を１００℃から２００℃までの温度に加熱する（焼き締める）ことによりポストベークが施される。
【００５７】
（７）ＳＯＩウェーハ１にエッチングが施される。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１をフッ硝酸（フッ化水素および硝酸の水溶液）に浸漬することにより、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」をエッチングする。
本実施形態では、エッチング後の「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」の厚さがＤ（＜Ｄ０）となるようにエッチングの諸条件（フッ硝酸の組成、フッ硝酸の温度、ＳＯＩウェーハ１をフッ硝酸に浸漬する時間等）が適宜設定される。
このとき、検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分のうち、転位９・９・・・に対応する部分（転位９・９・・・の転位線とＳＯＩウェーハ１の表面との交点となる部分）は転位に対応しない部分（転位線とＳＯＩウェーハ１の表面との交点となる部分の周囲の部分）よりもエッチングレートが大きい（優先的にエッチングされる）ので、転位に対応する部分には窪み９ａ・９ａ・・・が形成される（図６参照）。
なお、本実施形態ではＳＯＩウェーハ１にフッ硝酸によるウェットエッチングを施したが、他の方法でＳＯＩウェーハにエッチングを施しても良い。ＳＯＩウェーハにエッチングを施す他の方法の例としては、ドライエッチング（反応性の気体、イオン、ラジカルを用いたエッチング）が挙げられる。
【００５８】
本実施形態の検査用トレンチ７の一対の側壁面はＳＯＩウェーハ１の表面に対して垂直である。従って、「エッチング後における検査用トレンチ７の側壁面と埋め込み酸化膜３の表面との交線を成すエッジ（検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジ）からＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位までのＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向における距離（検出距離）Ｌ」は、「エッチング後における検査用トレンチ７の側壁面とＳＯＩウェーハ１の表面との境界を成すエッジ（検査用トレンチ７の開口部側のエッジ）からＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位までの距離」に等しい。
検出距離Ｌは、エッチング後の「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」の厚さＤおよびＳＯＩウェーハ１の表面と転位９・９・・・の滑り面との成す角度θ（図５の（ａ）参照）を用いて、以下の数１で表される。
【００５９】
【数１】
【００６０】
なお、本実施形態では、ＳＯＩウェーハ１の表面は（００１）面であり、転位９・９・・・の滑り面は（−１１１）面、（１−１１）面、（１１１）面または（−１−１１）面であるため、ｔａｎθ＝２（１／２）である。
【００６１】
検出距離Ｌを把握しておくことは、転位９・９・・・を検出する上で重要である。
これは、エッチング後のＳＯＩウェーハ１の表面には、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジあるいは検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・に対応する窪み９ａ・９ａ・・・だけでなく、他の要因により発生した転位に対応する窪みも形成されることによる。
検出距離Ｌを把握しておくことにより、（偶然にも他の要因により検査用トレンチ７から検出距離Ｌだけ離れた位置に形成される窪みを除いて）検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジあるいは検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・に対応する窪み９ａ・９ａ・・・と、他の要因により発生した転位に対応する窪みと、を区別して検出することが可能である。
【００６２】
図６の（ａ）に示す如く、本実施形態では、隣り合う検査用トレンチ７・７の間隔（より厳密には、隣り合う検査用トレンチ７・７の対向する側壁面の間の距離）が検出距離Ｌの二倍（＝２×Ｌ）となるように設定されるため、隣り合う検査用トレンチ７・７で挟まれる部分に形成される窪み９ａ・９ａは重複し、互いに連結する。
上記連結した窪みは、隣り合う検査用トレンチ７・７で挟まれる部分以外の部分に単独で形成される（他の窪みと連結しない）窪み９ａよりもサイズが大きく、検出し易い。
このように、隣り合う検査用トレンチ７・７の間隔を検出距離Ｌの二倍に設定することにより転位９・９・・・の検出能（検出感度）を向上することが可能である。これは特に、諸条件（ＳＯＩウェーハの寸法、検査用穴の寸法、熱処理条件、エッチング条件等）の制約により単独で形成される窪み９ａを検出しにくい場合に有効である。
【００６３】
（８）ＳＯＩウェーハ１の表面からフォトレジストを除去する。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１をアセトン等の有機溶剤に浸漬することによりフォトレジストを溶解し、フォトレジストを除去する。なお、ＳＯＩウェーハの表面からフォトレジストを除去する他の方法としてはアッシング（フォトレジストをオゾンあるいはプラズマを用いて灰化することにより除去する方法）が挙げられる。
【００６４】
（９）作業者がＳＯＩウェーハ１の表面を光学顕微鏡で観察することにより、窪み９ａ・９ａ・・・（の有無）を検出する。窪み９ａ・９ａ・・・（の有無）を検出することは、実質的には転位９・９・・・（の有無）を検出することに等しい。
ＳＯＩウェーハの表面の窪み、ひいては転位を検出する他の方法としては、ＳＯＩウェーハの表面を撮像し、撮像により得られた画像に基づいて窪みを検出する方法が挙げられる。
撮像により得られた画像に基づいて窪みを検出する方法としては、撮像により得られた画像に適宜画像処理（例えば、二値化処理）を施すことにより窪みとそれ以外の部分を色分けし、窪み（転位）に対応する色の斑点の数（実質的には、転位の数）を数える方法が挙げられる。
【００６５】
転位検出工程Ｓ４００が終了したら、判定工程Ｓ５００に移行する。
【００６６】
以下では、判定工程Ｓ５００の詳細について説明する。
判定工程Ｓ５００において、検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否が判定される。
本実施形態では、作業者がＳＯＩウェーハ１の表面を光学顕微鏡で観察した結果、窪み９ａ、ひいては転位９が一つでも検出された（視認された）場合には「ＳＯＩウェーハ１は不良品である（ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成した場合、リーク電流が発生する）」と判定し、窪み９ａ、ひいては転位９が一つも検出されない（視認されない）場合には「ＳＯＩウェーハ１は良品である（ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成した場合、リーク電流が発生しない）」と判定する。
【００６７】
本実施形態では窪み９ａ、ひいては転位９の有無によりＳＯＩウェーハ１の良否を判定するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ＳＯＩウェーハの表面に形成される窪みの個数（検出数）を計数し、予め設定された転位の数（設定数）と比較することによりＳＯＩウェーハの良否を判定しても良い（（検出数）≧（設定数）の場合は不良品、（検出数）＜（設定数）の場合は良品と判定しても良い）。
「予め設定された転位の数（設定数）」は、予め実験等により求められる。より具体的には、実験において複数のＳＯＩウェーハについて光学顕微鏡で観察された転位の数（検出数）と半導体ウェーハを形成した場合のリーク電流の発生の有無との関係を調べることにより求められる。
この場合、（ａ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生し、その結果としてリーク電流が発生するようなＳＯＩウェーハ」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材と表面部シリコンとの熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜と表面部シリコンとの熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハに設定数以上の本数の転位が発生し、（ｂ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生せず、その結果としてリーク電流が発生しないようなＳＯＩウェーハ」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材と表面部シリコンとの熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜と表面部シリコンとの熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハに設定数以上の本数の転位が発生しないように、ＳＯＩウェーハを加熱するときの「熱処理の諸パラメータ」が設定される。
【００６８】
本実施形態では作業者がＳＯＩウェーハの良否を判定したが、本発明はこれに限定されず、コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定しても良い。コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定する場合、当該コンピュータにＳＯＩウェーハの良否を判定するためのプログラムがインストールされる。
ＳＯＩウェーハの良否を判定するためのプログラムには、コンピュータが取得したＳＯＩウェーハの表面の画像に適宜画像処理（二値化処理等）を施し、画像処理が施された画像から窪み（ひいては、転位）の有無を検出し、窪みが有る場合には当該ＳＯＩウェーハが不良品であると判定し、窪みが無い場合には当該ＳＯＩウェーハが良品であると判定し、判定結果を記憶し、判定結果を外部に出力する（画面に表示する、あるいはプリントアウトする）機能が含まれる。
なお、コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定する場合にも、ＳＯＩウェーハの表面に形成される窪みの個数（検出数）を計数し、予め設定された転位の数（設定数）と比較することによりＳＯＩウェーハの良否を判定することが可能である。
【００６９】
以上の如く、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１にＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａにおける表面から埋め込み酸化膜３まで到達する検査用トレンチ７・７・・・を形成し、
検査用トレンチ７・７・・・にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材８・８・・・を埋め込み、
ＳＯＩウェーハ１を所定の処理温度に到達するまで加熱し、
ＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・・・の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出し、
検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否を判定する。
このように構成することにより、ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成する前にＳＯＩウェーハ１の転位欠陥に関する良否の判定を行うことが可能である。
【００７０】
また、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」のみをエッチングすることにより検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪み９ａ・９ａ・・・を形成し、
窪み９ａ・９ａ・・・を検出することにより転位９・９・・・を検出する。
このように構成することにより、転位９・９・・・の検出に必要な最低限の部分のみをエッチングすることとなるので、素子領域５がエッチングされることはない。また、ウェットエッチングの場合におけるエッチング液の劣化を最小限とすることが可能である。
なお、素子領域がされることおよびエッチング液が劣化することについて特に考慮しなくても良い場合には、ＳＯＩウェーハ１の表面全体をエッチングしても良い。すなわち、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち少なくとも検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分をエッチングすれば良い。
【００７１】
また、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向に延びた溝である検査用トレンチ７・７・７・７を検査用穴とし、
複数の（本実施形態では、四つの）検査用トレンチ７・７・７・７が平行かつ間隔を空けて形成され、
複数の検査用トレンチ７・７・７・７は、
ＳＯＩウェーハ１の表面から埋め込み酸化膜３までを構成する単結晶シリコンの滑り面とＳＯＩウェーハ１の表面との交線方向に延び、
複数の検査用トレンチ７・７・７・７のうち隣り合うものの間隔は、
検査用トレンチ７の側壁面と埋め込み酸化膜３の表面との交線を成すエッジからＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位９までのＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である。
このように構成することにより、エッチング後に検査用トレンチ７の周囲となる部分に形成される窪み９ａ・９ａが連結し、より大きな窪みとして検出されるので、転位９・９・・・の検出能（検出感度）を向上することが可能である。
【００７２】
本発明の検査用穴がＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である場合、当該溝の幅をＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きく設定することが可能である。
このように設定した場合、実際にＳＯＩウェーハの素子領域に素子分離用のトレンチを形成したときの状況をより正確に反映して転位の発生の有無（リーク電流の発生の有無）を判定することが可能であり、判定精度が向上する。
【００７３】
なお、本発明に係る検査用穴の平面視形状（ウェーハの表面に垂直な方向から見たときの形状）は本実施形態の検査用トレンチ７・７・７の如くＳＯＩウェーハ１の表面に平行な所定の方向に延びた形状（溝状）に限定されず、平面視で等方的な形状（例えば、円形、四角形、正三角形等）でも良い。
この場合、複数の検査用穴を検出距離の二倍となる間隔で並べて配置することにより、エッチング後に形成される窪みを連結させ、ひいては転位の検出精度を向上することが可能である。
【００７４】
本実施形態では埋め込み材８は二酸化シリコンからなるが、本発明に係る埋め込み材を構成する材料はこれに限定されない。本発明に係る埋め込み材の他の具体例としては、シリコンの窒化物が挙げられる。
ただし、埋め込み材８を構成する材料からは、加熱工程３００において変質することにより実質的に転位を発生させることができなくなるような材料は除かれる。
埋め込み材が実質的に転位を発生させることができなくなるような変質の具体例としては、埋め込み材が加熱により液化する、埋め込み材が加熱により気化する、埋め込み材が加熱により軟化する（ＳＯＩウェーハの表面部シリコンを構成する単結晶シリコンよりも小さい熱応力で塑性変形する）、埋め込み材が加熱により脆化する（自身が破壊されることにより歪みを緩和する）、等が挙げられる。
【００７５】
本実施形態では化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により埋め込み材８を検査用トレンチ７・７・７・７の内部に形成する（埋め込む）が、本発明はこれに限定されず、他の方法で検査用穴に埋め込み材を埋め込んでも良い。検査用穴に埋め込み材を埋め込む他の方法の具体例としては、物理気相成長（ＰＶＤ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が挙げられる。
【００７６】
本実施形態では加熱工程３００において加熱し、等温で保持し、その後冷却するというヒートパターンを採用しているが、本発明はこれに限定されず、実質的にＳＯＩウェーハに転位を発生させることが可能であれば他のヒートパターンを採用しても良い。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＳＯＩウェーハ
２ 表面部シリコン
３ 埋め込み酸化膜
４ 基板部シリコン
５ 素子領域
６ 非素子領域
６ａ スクライブ領域
６ｂ 廃棄領域
７ 検査用トレンチ（検査用穴）
８ 埋め込み材
９ 転位
９ａ 窪み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＯＩウェーハの検査方法に関する。
より詳細には、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の浮遊容量を小さくすることにより半導体素子の高速度化および低消費電力化を達成する方法としては、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハを半導体素子の原材料（シリコン基板）に用いる方法が知られている。
【０００３】
ＳＯＩウェーハは絶縁膜が埋め込まれたシリコンウェーハである。一般的に、ＳＯＩウェーハはその表面から内部に向かって「表面部シリコン」、「絶縁膜（その多くは埋め込み酸化膜）」および「基板部シリコン」の三層構造を有し、表面部シリコンと基板部シリコンとが絶縁膜によって電気的に絶縁される。
そのため、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに形成された半導体素子の浮遊容量は、通常の（絶縁膜が埋め込まれていない）シリコンウェーハに形成された半導体素子の浮遊容量に比べて小さい。
【０００４】
また、ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜まで到達するトレンチ（溝）を形成し、当該トレンチの側壁に酸化膜（側壁酸化膜）を形成し、埋め込み酸化膜および側壁酸化膜により囲まれた部分に半導体素子を形成することにより、隣接する半導体素子の間を電気的に絶縁する（素子分離する）技術も知られている。
【０００５】
ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成する工程には、ＳＯＩウェーハに熱処理を施す（加熱する）工程が含まれる。
また、ＳＯＩウェーハの埋め込み酸化膜および側壁酸化膜（いずれも通常は二酸化シリコン）と、ＳＯＩウェーハの表面部シリコン（通常は単結晶シリコン）との間では、熱膨張率が異なる。
そのため、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成する過程において、表面部シリコンとこれらの酸化膜との境界部、特に、トレンチの側壁と埋め込み酸化膜との境界部（エッジ）に熱応力が発生し、当該部分において転位が発生する場合がある。
上記メカニズムにより発生した転位は半導体素子のリーク電流、ひいては半導体素子の動作不良の原因となる。
【０００６】
上記「リーク電流に起因する半導体素子の動作不良」を低減するためには、半導体素子を形成する工程の諸パラメータを見直す（例えば、熱処理の温度を下げる、熱処理の時間を短縮する等）とともに、歪み（内部応力）が小さいＳＯＩウェーハ、すなわち半導体素子を形成する過程で転位が発生しにくいＳＯＩウェーハを用いて半導体素子を形成する、といった対策を要する。
【０００７】
従来、リーク電流による半導体素子の動作不良を検査する方法としては、ＳＯＩウェーハの表面部シリコンに半導体素子を形成し、形成された各半導体素子に通電し、各半導体素子の電気特性（電流、電圧等）を検査する工程を含む方法が知られている（以下、この方法を「従来検査方法」という）。
しかし、従来検査方法は、「ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前にリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができない」、言い換えれば「実際にＳＯＩウェーハに半導体素子を形成した後でしかリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができない」、という問題を有する。
上記の問題から派生して、工業的にＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する場合には以下の問題が発生する。
【０００８】
第一に、製品たる半導体素子が確実に動作することを保証するためには、出荷前の検査においてリーク電流による動作不良が有ると判定されたＳＯＩウェーハを廃棄処分しなければならないので、当該ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成するために使われた労力、エネルギー、材料および時間が無駄になる。
例えば、半導体ウェーハにＮチャンネル型ＭＯＳデバイスを形成する工程の一例は、表面酸化、窒化膜成長、フォトリソグラフィ（一回目；フォトレジスト塗布、プリベーク、目合わせ露光、現像、外観チェック、ポストベーク（焼き締め）、選択エッチングまたは成膜・リフトオフ、レジスト剥離（アッシング）を含む）、洗浄、フィールド酸化膜形成、全面エッチング、ゲート酸化、ポリシリコン膜成長、フォトリソグラフィ（二回目）、不純物導入（ドーピング）、層間膜形成、フォトリソグラフィ（三回目）、アルミ膜形成、フォトリソグラフィ（四回目）、保護膜形成、フォトリソグラフィ（五回目）、という一連の工程を含み、多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【０００９】
第二に、ＳＯＩウェーハを受け取ってからリーク電流による動作不良の有無を確認するまでに要する時間が長くなる（この時間は、少なくともＳＯＩウェーハに半導体素子を形成するのに要する時間よりは長い）。
その結果、「半導体素子を形成する過程で転位が発生し易いＳＯＩウェーハ（内部応力が大きいＳＯＩウェーハ）」を半導体素子を形成する工程に連続して投入した場合、リーク電流による動作不良が確認された時点で既に大量のＳＯＩウェーハが半導体素子を形成する工程に投入され、結果として当該大量のＳＯＩウェーハが廃棄処分される事態も起こり得る（製品として出荷することができない）。
【００１０】
従来検査方法の他、リーク電流による半導体素子の動作不良を検査する方法としては特許文献１に記載の方法が知られている。
【００１１】
特許文献１に記載の方法は、半導体ウェーハに半導体素子を形成するときに半導体素子に電気的に接続されている回路素子用電極パッドおよび当該回路素子用電極パッドおよび半導体素子に対して絶縁されている検査用電極パッドを併せて形成し、回路素子用電極パッドおよび検査用電極パッドの間に電圧を印加する前後の抵抗値、容量値、耐圧およびリーク電流等を測定することにより、リーク電流の発生の有無（リーク電流による動作不良の有無）を検査する工程を含む。
しかし、特許文献１に記載の方法も従来検査方法と同様、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前にリーク電流による半導体素子の動作不良の有無を確認することができないという問題を有する。
【００１２】
上記方法の他、半導体ウェーハ内部の結晶欠陥（転位）を検出する方法としては特許文献２に記載の方法が知られている。
【００１３】
特許文献２に記載の方法は、半導体ウェーハのスクライブ領域に半導体素子の素子構造の少なくとも一部を形成し、半導体ウェーハに半導体素子を形成する一連の工程の途中あるいは半導体素子を形成した後に光の散乱を利用して半導体ウェーハを構成するシリコン単結晶内の結晶欠陥を計測する工程を含む。
しかし、特許文献２に記載の方法を半導体ウェーハに半導体素子を形成する前に当該半導体ウェーハの転位を検出する用途に転用した場合、半導体ウェーハのスクライブ領域にのみ半導体素子の素子構造の少なくとも一部を形成する工程を別途要するので、検査のために多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１４】
その他、目的は異なるが、ＳＯＩウェーハの表面から絶縁膜（埋め込み酸化膜）までの深さ（すなわち、表面部シリコンの厚さ）を測定する方法としては特許文献３に記載の方法が知られており、半導体基板の表面の酸素濃度を測定する方法としては特許文献４に記載の方法が知られている。
【００１５】
特許文献３に記載の方法は、ＳＯＩウェーハの表面から絶縁膜（埋め込み酸化膜）まで到達するトレンチを形成し、当該トレンチの傍らにトレンチの側壁面からの距離が異なる複数のｐｎ接合領域を形成するとともにこれら複数のｐｎ接合領域に対して酸化膜により分離されたオーミック接合領域を形成し、各ｐｎ接合領域とオーミック接合領域との間に逆バイアス電圧を印加することにより各ｐｎ接合領域に対応する逆方向電流を測定する工程を含む。
しかし、特許文献３に記載の方法は、ｐｎ接合領域およびオーミック接合領域を形成する工程を具備するため、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１６】
また、従来検査方法、特許文献１に記載の方法および特許文献３に記載の方法の如く、リーク電流の測定を通じて転位の有無を検出する場合、その検出精度を上げるために半導体ウェーハの表面からの深さがマイクロメートルオーダーとなる深いｐｎ接合を有する半導体素子を形成する必要があり、ひいては多大な労力、エネルギー、材料および時間を要する。
【００１７】
特許文献４に記載の方法は、半導体基板の表面に圧痕を付け、当該半導体基板に熱処理を施して半導体基板の表面に転位を発生させ、圧痕から転位までの距離を測定することにより半導体基板の表面の酸素濃度を測定する工程を含む。
特許文献４に記載の方法は、半導体基板の表面の酸素濃度が上昇することにより転位の移動距離が短くなる性質を利用し、予め実験的に求められた「半導体基板の表面の酸素濃度と転位の移動距離との関係」と圧痕から転位までの距離とを比較することにより、半導体基板の表面の酸素濃度を測定する。
しかし、特許文献４に記載の方法において半導体基板の表面に発生する転位は機械的な外力（圧痕）に起因するものであり、ＳＯＩウェーハの埋め込み酸化膜の熱膨張率とＳＯＩウェーハの表面部シリコンの熱膨張率との差（熱ストレス）に起因して発生する転位とはその発生のメカニズムが大きく異なる。
従って、「ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成した場合にリーク電流の原因となる転位が発生するか否かを検査する」という目的を達成するために特許文献４に記載の方法を安易に転用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２３５４８５号公報
【特許文献２】特開平７−２９７２４８号公報
【特許文献３】特開平５−４１４３４号公報
【特許文献４】特開平９−１９９５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行うこと、である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。
【００２１】
即ち、請求項１においては、
ＳＯＩウェーハに前記ＳＯＩウェーハの非素子領域における表面から埋め込み酸化膜まで到達する検査用穴を形成し、
前記検査用穴にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材を埋め込み、
前記ＳＯＩウェーハを所定の処理温度に到達するまで加熱し、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位を検出し、
検出された転位に基づいて前記ＳＯＩウェーハの良否を判定するものである。
【００２２】
請求項２においては、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち少なくとも前記検査用穴の周囲となる部分をエッチングすることにより前記検査用穴の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪みを形成し、当該窪みを検出することにより前記転位を検出するものである。
【００２３】
請求項３においては、
前記検査用穴は、
前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である。
【００２４】
請求項４においては、
前記溝が平行かつ間隔を空けて複数形成され、
前記複数の溝は、
前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までを構成する単結晶シリコンの滑り面と前記ＳＯＩウェーハの表面との交線方向に延び、
前記複数の溝のうち隣り合うものの間隔は、
前記溝の側壁面と前記埋め込み酸化膜の表面との交線を成すエッジから前記ＳＯＩウェーハの表面において前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位までの前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である。
【００２５】
請求項５においては、
前記検出距離Ｌは、
前記検査用穴の周囲の領域に現れた転位を検出するときの前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までの部分を構成するシリコンの厚さＤおよび当該シリコンの表面と前記転位の滑り面との成す角度θを用いて以下の数１で表されるものである。
【００２６】
【数１】
【００２７】
請求項６においては、
前記溝の幅は、
前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きいものである。
【００２８】
請求項７においては、
前記ＳＯＩウェーハの非素子領域は、
前記ＳＯＩウェーハのスクライブライン上の領域を含むものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、ＳＯＩウェーハに半導体素子を形成する前に当該ＳＯＩウェーハの転位欠陥に関する良否の判定を行うことが可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態に適用されるＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態に適用されるＳＯＩウェーハの平面模式図。
【図２】本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を示すフロー図。
【図３】（ａ）検査用トレンチが形成されたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）検査用トレンチが形成されたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図４】（ａ）検査用トレンチに埋め込み材が埋め込まれたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）検査用トレンチに埋め込み材が埋め込まれたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図５】（ａ）熱処理が施されたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）熱処理が施されたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【図６】（ａ）表面がエッチングされたＳＯＩウェーハの要部側面断面図、（ｂ）表面がエッチングされたＳＯＩウェーハの要部平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、図１を用いて本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態が適用されるＳＯＩウェーハ１について説明する。
図１の（ａ）に示す如く、本実施形態のＳＯＩウェーハ１はその表面から内部に向かって表面部シリコン２、埋め込み酸化膜３、基板部シリコン４の各層からなる三層構造を有する。
本実施形態のＳＯＩウェーハ１は表面部シリコン２および基板部シリコン４はいずれも単結晶シリコン（Ｓｉ）からなり、埋め込み酸化膜３は二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。
表面部シリコン２および埋め込み酸化膜３の厚さは用途（形成される半導体素子）に応じて適宜選択される。本実施形態の表面部シリコン２の厚さ、すなわちＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）から埋め込み酸化膜３の表面（表面部シリコン２の裏面と当接する面）までの距離はＤ０である。
本実施形態のＳＯＩウェーハ１は「ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＯＸｙｇｅｎ）法」で製造されたものである。
「ＳＩＭＯＸ法」は、シリコンウェーハの表面から酸素分子をイオン注入した後にシリコンウェーハを加熱することにより、シリコンウェーハを構成するシリコン原子とイオン注入された酸素分子とを反応させ、シリコンウェーハの表面から所定の深さとなる位置に埋め込み酸化膜（絶縁膜）を形成する方法である。
なお、本発明に係る「ＳＯＩウェーハ」はＳＩＭＯＸ法により製造されたものに限定されず、他の方法により製造されたＳＯＩウェーハにも適用可能である。ＳＯＩウェーハの他の製造方法としては「張り合わせ法」が挙げられる。
【００３２】
図１の（ｂ）に示す如く、ＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）には、素子領域５・５・・・および非素子領域６が予め設定される。
素子領域５・５・・・は、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を適用した結果「良品である」と判定された場合には半導体素子を形成することが予定される部分である（図１の（ｂ）において斜線が施されていない部分を参照）。本実施形態の素子領域５は平面視長方形状に設定される。
【００３３】
非素子領域６は、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態を適用した結果に関わらず、製品となる半導体素子を形成しないことが予定される部分である。
本実施形態の非素子領域６はスクライブ領域６ａおよび廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・を含む。
【００３４】
スクライブ領域６ａはスクライブライン上の領域、すなわち、ＳＯＩウェーハ１の素子領域５・５・・・にそれぞれ半導体素子を形成した場合、各半導体素子を切り離すための切り代となる部分である（図１の（ｂ）において右上がりの斜線が施されている部分を参照）。
本実施形態のスクライブ領域６ａは格子状（所定の間隔を空けて配置された所定の幅を有する複数の縦線と所定の間隔を空けて配置された所定の幅を有する複数の横線とが交差する形状）に設定される。スクライブ領域６ａにより区画された部分に素子領域５・５・・・または廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・が設定される。
【００３５】
廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・は非素子領域６のうちスクライブ領域６ａに含まれない部分である（図１の（ｂ）において右下がりの斜線が施されている部分を参照）。
本実施形態の廃棄領域６ｂ・６ｂ・・・は、スクライブ領域６ａにより区画された部分のうち、素子領域５・５・・・として設定することができなかった部分である。より具体的には、ＳＯＩウェーハ１の周縁部に位置するために平面視の形状が他の素子領域５・５・・・と同じ形状とならない部分である。
【００３６】
以下では便宜上、ＳＯＩウェーハ１の表面が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（００１）面に対して平行であり、図１の（ｂ）におけるスクライブ領域６ａの縦線の長手方向が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの［１１０］方向に対して平行であり、かつ図１の（ｂ）におけるスクライブ領域６ａの横線の長手方向が表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの［１−１０］方向に対して平行である場合、について説明する。
【００３７】
図２に示す如く、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、検査用穴形成工程Ｓ１００、埋め込み工程Ｓ２００、加熱工程Ｓ３００、転位検出工程Ｓ４００、および判定工程Ｓ５００を含む。
【００３８】
以下では、検査用穴形成工程Ｓ１００の詳細について説明する。
図３の（ａ）および（ｂ）に示す如く、検査用穴形成工程Ｓ１００において、ＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａ（本実施形態では、格子状のスクライブ領域６ａのうち、縦線と横線とが交差する部分）には検査用トレンチ７・７・７・７が形成される。
【００３９】
検査用トレンチ７・７・７・７は本発明に係る検査用穴の実施の一形態である。
図３の（ａ）に示す如く、検査用トレンチ７・７・７・７はＳＯＩウェーハ１の表面に開口しており、ＳＯＩウェーハ１の表面から埋め込み酸化膜３の表面まで到達する。
図３の（ｂ）に示す如く、本実施形態の検査用トレンチ７・７・７・７はいずれもＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向である［１１０］方向に延びた形状を有する溝である。
検査用トレンチ７・７・７・７は底面、一対の側壁面および一対の側端面を有する。
検査用トレンチ７の底面は検査用トレンチ７の底を成す面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の底面は実質的には埋め込み酸化膜３の表面であり、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（００１）面に対して平行である。
検査用トレンチ７の一対の側壁面は検査用トレンチ７の四つの周面のうち、検査用トレンチ７の長手方向（［１１０］方向）に延びた面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の一対の側壁面は表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（１−１０）面に対して平行である。
検査用トレンチ７の一対の側端面は検査用トレンチ７の四つの周面のうち、一対の側壁面を繋ぐ面である。本実施形態では、検査用トレンチ７の一対の側端面は表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの（１１０）面に対して平行である。
図３の（ａ）に示す如く、本実施形態の検査用トレンチ７の一対の側壁面はＳＯＩウェーハ１の表面に対して垂直である。
本実施形態の検査用トレンチ７・７・７はドライエッチングにより形成されるが、本発明に係る検査用穴を形成する方法はこれに限定されず、他の方法（例えば、ウェットエッチング）により形成しても良い。
【００４０】
検査用穴形成工程Ｓ１００が終了したら、埋め込み工程Ｓ２００に移行する。
【００４１】
以下では、埋め込み工程Ｓ２００の詳細について説明する。
図４の（ａ）および（ｂ）に示す如く、埋め込み工程Ｓ２００において、検査用トレンチ７・７・７・７にはそれぞれ埋め込み材８・８・８・８が埋め込まれる。
埋め込み材８はＳＯＩウェーハ１の表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンと異なる熱膨張係数（単結晶シリコンの熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数または小さい熱膨張係数）を有する材料で構成される。本実施形態の埋め込み材８は二酸化シリコンからなる。
【００４２】
埋め込み工程Ｓ２００が終了したら、加熱工程Ｓ３００に移行する。
【００４３】
以下では、加熱工程Ｓ３００の詳細について説明する。
加熱工程Ｓ３００において、ＳＯＩウェーハ１は熱処理に施される。より具体的には、ＳＯＩウェーハ１はアルゴンガス雰囲気の加熱炉（不図示）に収容され、加熱される。加熱炉に収容されたＳＯＩウェーハ１は、所定の処理温度に到達するまで昇温され、所定の処理温度で所定の処理時間保持され、その後室温まで冷却される。
【００４４】
図５の（ａ）に示す如く、加熱工程Ｓ３００において熱処理が施された後のＳＯＩウェーハ１には、埋め込み材８を構成する材料の熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差、および埋め込み酸化膜３を構成する二酸化シリコンの熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差に起因する熱ストレスにより、転位９・９・・・が発生している。
なお、図５の（ａ）では便宜上、転位９・９・・・を太い点線で表しているが、実際には加熱工程Ｓ３００において熱処理が施された時点では転位９・９・・・を目視することはできない。
【００４５】
転位９の起点は、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジ、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジである。
加熱工程Ｓ３００では、「埋め込み材８と表面部シリコン２との境界面（検査用トレンチ７の側壁面）において当該境界面に平行な方向に作用する熱ストレス」および「埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との境界面において当該境界面に平行な方向に作用する熱ストレス」が発生する。
上記二種類の熱ストレスは、いずれも表面部シリコン２のうち検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分に作用する。
従って、表面部シリコン２のうち検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分、および検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの近傍となる部分に表面部シリコン２の他の部分よりも熱ストレスが集中し易い。
なお、図５の（ａ）では、厳密には検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点とする転位９・９・・・は図示されていない。
【００４６】
図５の（ａ）に示す如く、転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの滑り面に沿って進展し、ＳＯＩウェーハ１の表面（表面部シリコン２の表面）まで到達する。
本実施形態の場合、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの結晶構造はダイヤモンド構造であり、単結晶シリコンの滑り面は｛１１１｝面である。また、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジの長手方向は単結晶シリコンの（１−１０）面と（００１）面との交線である［１１０］方向に平行である。また、検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジの長手方向は単結晶シリコンの（１１０）面と（００１）面との交線である［１−１０］方向に平行である。
従って、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの｛１１１｝面のうち、［１１０］方向に平行な面である（−１１１）面または（１−１１）面を滑り面として進展する。
また、検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・は、表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの｛１１１｝面のうち、［１−１０］方向に平行な面である（１１１）面または（−１−１１）面を滑り面として進展する。
【００４７】
加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」、すなわち加熱工程Ｓ３００における「所定の処理温度」、「所定の処理時間」、「熱処理を開始してから所定の処理温度に到達するまでの昇温速度」および「所定の処理温度から室温まで冷却するときの冷却速度」は、ＳＯＩウェーハの直径、ＳＯＩウェーハの厚さ（表面部シリコン、埋め込み酸化膜、基板部シリコンのそれぞれの厚さを含む）、検査用穴の形状、埋め込み材を構成する材料（当該材料の熱膨張係数）等の種々のパラメータに応じて適宜選択される。
また、加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」は、複数のＳＯＩウェーハ１・１・・・を用いた実験により、予め設定される。
より詳細には、本実施形態では以下の（ａ）および（ｂ）の条件が満たされるように加熱工程Ｓ３００における「熱処理の諸パラメータ」が定められる。
（ａ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生し、その結果としてリーク電流が発生するようなＳＯＩウェーハ１」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材８と表面部シリコン２との熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハ１に転位９・９・・・が発生する。
（ｂ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生せず、その結果としてリーク電流が発生しないようなＳＯＩウェーハ１」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材８と表面部シリコン２との熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜３と表面部シリコン２との熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハ１に転位９・９・・・が発生しない。
本実施形態の場合、所定の処理温度は１０００℃以上１２００℃以下の温度であり、所定の処理時間は１時間以上２時間以下である。
【００４８】
また、埋め込み材８を構成する材料の熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差、および埋め込み酸化膜３を構成する二酸化シリコンの熱膨張係数と表面部シリコン２を構成する単結晶シリコンの熱膨張係数との差に起因してＳＯＩウェーハ１の内部に発生する熱ストレスを大きくし、ひいては転位９・９・・・の発生を促進するためには、検査用トレンチ７の幅Ｔ（ひいては、埋め込み材８の幅Ｔ）を大きくすることが望ましい。
本実施形態では検査用トレンチ７の幅Ｔ（図３の（ａ）参照）を数マイクロメートルに設定している。
【００４９】
加熱工程Ｓ３００が終了したら、転位検出工程Ｓ４００に移行する。
【００５０】
以下では、転位検出工程Ｓ４００の詳細について説明する。
本実施形態では、転位検出工程Ｓ４００において、以下の（１）から（９）の手順でＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出する。
【００５１】
（１）ＳＯＩウェーハ１の表面にフォトレジストが塗布される。
本実施形態のフォトレジストは、ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布された時点では所定の波長の光を照射することにより変質する感光性有機物質とバインダー（有機溶剤）との混合物である。
【００５２】
（２）ＳＯＩウェーハ１にプリベークが施される。
「プリベーク」は、フォトレジストに含まれるバインダーを除去してフォトレジストに含まれる感光性有機物質とＳＯＩウェーハ１との密着性を向上する目的で行われる熱処理である。
本実施形態では、ＳＯＩウェーハ１を８０℃から１００℃までの温度に加熱することによりプリベークを施す。
【００５３】
（３）ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」に所定の波長の光が照射（目合わせ露光）される。
ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布されたフォトレジストのうち、所定の波長の光が照射された部分は変質する。
【００５４】
（４）ＳＯＩウェーハ１が現像液に浸漬される。
ＳＯＩウェーハ１の表面に塗布されたフォトレジストのうち、所定の波長の光が照射された部分（変質した部分）は現像液に溶解し、所定の波長の光が照射されなかった部分（変質しなかった部分）は現像液に溶解しない。
従って、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」は露出し、それ以外の部分はフォトレジストにより被覆された状態となる。
現像液の具体例としては、ＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ−ｍｅｔｈｙｌ−ａｍｍｏｎｉｕｍ−ｈｙｄｒｏｘｙｄｅ）が挙げられる。
【００５５】
（５）ＳＯＩウェーハ１がリンス液で濯がれる。
リンス液で濯がれることにより、ＳＯＩウェーハ１の表面に残留している現像液が除去される。リンス液の具体例としては超純水（ＳＯＩウェーハ１の表面を汚染しない程度の純度を有する水）が挙げられる。
【００５６】
（６）ＳＯＩウェーハ１にポストベークが施される。
「ポストベーク」は、リンス液を除去するとともにフォトレジストとＳＯＩウェーハ１との密着性を向上する目的で行われる熱処理である。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１を１００℃から２００℃までの温度に加熱する（焼き締める）ことによりポストベークが施される。
【００５７】
（７）ＳＯＩウェーハ１にエッチングが施される。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１をフッ硝酸（フッ化水素および硝酸の水溶液）に浸漬することにより、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」をエッチングする。
本実施形態では、エッチング後の「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」の厚さがＤ（＜Ｄ０）となるようにエッチングの諸条件（フッ硝酸の組成、フッ硝酸の温度、ＳＯＩウェーハ１をフッ硝酸に浸漬する時間等）が適宜設定される。
このとき、検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分のうち、転位９・９・・・に対応する部分（転位９・９・・・の転位線とＳＯＩウェーハ１の表面との交点となる部分）は転位に対応しない部分（転位線とＳＯＩウェーハ１の表面との交点となる部分の周囲の部分）よりもエッチングレートが大きい（優先的にエッチングされる）ので、転位に対応する部分には窪み９ａ・９ａ・・・が形成される（図６参照）。
なお、本実施形態ではＳＯＩウェーハ１にフッ硝酸によるウェットエッチングを施したが、他の方法でＳＯＩウェーハにエッチングを施しても良い。ＳＯＩウェーハにエッチングを施す他の方法の例としては、ドライエッチング（反応性の気体、イオン、ラジカルを用いたエッチング）が挙げられる。
【００５８】
本実施形態の検査用トレンチ７の一対の側壁面はＳＯＩウェーハ１の表面に対して垂直である。従って、「エッチング後における検査用トレンチ７の側壁面と埋め込み酸化膜３の表面との交線を成すエッジ（検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジ）からＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位までのＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向における距離（検出距離）Ｌ」は、「エッチング後における検査用トレンチ７の側壁面とＳＯＩウェーハ１の表面との境界を成すエッジ（検査用トレンチ７の開口部側のエッジ）からＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位までの距離」に等しい。
検出距離Ｌは、エッチング後の「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」の厚さＤおよびＳＯＩウェーハ１の表面と転位９・９・・・の滑り面との成す角度θ（図５の（ａ）参照）を用いて、以下の数１で表される。
【００５９】
【数１】
【００６０】
なお、本実施形態では、ＳＯＩウェーハ１の表面は（００１）面であり、転位９・９・・・の滑り面は（−１１１）面、（１−１１）面、（１１１）面または（−１−１１）面であるため、ｔａｎθ＝２（１／２）である。
【００６１】
検出距離Ｌを把握しておくことは、転位９・９・・・を検出する上で重要である。
これは、エッチング後のＳＯＩウェーハ１の表面には、検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジあるいは検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・に対応する窪み９ａ・９ａ・・・だけでなく、他の要因により発生した転位に対応する窪みも形成されることによる。
検出距離Ｌを把握しておくことにより、（偶然にも他の要因により検査用トレンチ７から検出距離Ｌだけ離れた位置に形成される窪みを除いて）検査用トレンチ７の一対の側壁面と底面との境界を成すエッジあるいは検査用トレンチ７の一対の側端面と底面との境界を成すエッジを起点として発生した転位９・９・・・に対応する窪み９ａ・９ａ・・・と、他の要因により発生した転位に対応する窪みと、を区別して検出することが可能である。
【００６２】
図６の（ａ）に示す如く、本実施形態では、隣り合う検査用トレンチ７・７の間隔（より厳密には、隣り合う検査用トレンチ７・７の対向する側壁面の間の距離）が検出距離Ｌの二倍（＝２×Ｌ）となるように設定されるため、隣り合う検査用トレンチ７・７で挟まれる部分に形成される窪み９ａ・９ａは重複し、互いに連結する。
上記連結した窪みは、隣り合う検査用トレンチ７・７で挟まれる部分以外の部分に単独で形成される（他の窪みと連結しない）窪み９ａよりもサイズが大きく、検出し易い。
このように、隣り合う検査用トレンチ７・７の間隔を検出距離Ｌの二倍に設定することにより転位９・９・・・の検出能（検出感度）を向上することが可能である。これは特に、諸条件（ＳＯＩウェーハの寸法、検査用穴の寸法、熱処理条件、エッチング条件等）の制約により単独で形成される窪み９ａを検出しにくい場合に有効である。
【００６３】
（８）ＳＯＩウェーハ１の表面からフォトレジストを除去する。
本実施形態ではＳＯＩウェーハ１をアセトン等の有機溶剤に浸漬することによりフォトレジストを溶解し、フォトレジストを除去する。なお、ＳＯＩウェーハの表面からフォトレジストを除去する他の方法としてはアッシング（フォトレジストをオゾンあるいはプラズマを用いて灰化することにより除去する方法）が挙げられる。
【００６４】
（９）作業者がＳＯＩウェーハ１の表面を光学顕微鏡で観察することにより、窪み９ａ・９ａ・・・（の有無）を検出する。窪み９ａ・９ａ・・・（の有無）を検出することは、実質的には転位９・９・・・（の有無）を検出することに等しい。
ＳＯＩウェーハの表面の窪み、ひいては転位を検出する他の方法としては、ＳＯＩウェーハの表面を撮像し、撮像により得られた画像に基づいて窪みを検出する方法が挙げられる。
撮像により得られた画像に基づいて窪みを検出する方法としては、撮像により得られた画像に適宜画像処理（例えば、二値化処理）を施すことにより窪みとそれ以外の部分を色分けし、窪み（転位）に対応する色の斑点の数（実質的には、転位の数）を数える方法が挙げられる。
【００６５】
転位検出工程Ｓ４００が終了したら、判定工程Ｓ５００に移行する。
【００６６】
以下では、判定工程Ｓ５００の詳細について説明する。
判定工程Ｓ５００において、検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否が判定される。
本実施形態では、作業者がＳＯＩウェーハ１の表面を光学顕微鏡で観察した結果、窪み９ａ、ひいては転位９が一つでも検出された（視認された）場合には「ＳＯＩウェーハ１は不良品である（ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成した場合、リーク電流が発生する）」と判定し、窪み９ａ、ひいては転位９が一つも検出されない（視認されない）場合には「ＳＯＩウェーハ１は良品である（ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成した場合、リーク電流が発生しない）」と判定する。
【００６７】
本実施形態では窪み９ａ、ひいては転位９の有無によりＳＯＩウェーハ１の良否を判定するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ＳＯＩウェーハの表面に形成される窪みの個数（検出数）を計数し、予め設定された転位の数（設定数）と比較することによりＳＯＩウェーハの良否を判定しても良い（（検出数）≧（設定数）の場合は不良品、（検出数）＜（設定数）の場合は良品と判定しても良い）。
「予め設定された転位の数（設定数）」は、予め実験等により求められる。より具体的には、実験において複数のＳＯＩウェーハについて光学顕微鏡で観察された転位の数（検出数）と半導体ウェーハを形成した場合のリーク電流の発生の有無との関係を調べることにより求められる。
この場合、（ａ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生し、その結果としてリーク電流が発生するようなＳＯＩウェーハ」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材と表面部シリコンとの熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜と表面部シリコンとの熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハに設定数以上の本数の転位が発生し、（ｂ）「半導体素子を形成する過程で転位が発生せず、その結果としてリーク電流が発生しないようなＳＯＩウェーハ」を所定の処理温度に到達するまで昇温し、所定の処理温度で所定の処理時間保持し、その後室温まで冷却した場合には、埋め込み材と表面部シリコンとの熱膨張係数差、および埋め込み酸化膜と表面部シリコンとの熱膨張係数差に起因する熱ストレスによりＳＯＩウェーハに設定数以上の本数の転位が発生しないように、ＳＯＩウェーハを加熱するときの「熱処理の諸パラメータ」が設定される。
【００６８】
本実施形態では作業者がＳＯＩウェーハの良否を判定したが、本発明はこれに限定されず、コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定しても良い。コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定する場合、当該コンピュータにＳＯＩウェーハの良否を判定するためのプログラムがインストールされる。
ＳＯＩウェーハの良否を判定するためのプログラムには、コンピュータが取得したＳＯＩウェーハの表面の画像に適宜画像処理（二値化処理等）を施し、画像処理が施された画像から窪み（ひいては、転位）の有無を検出し、窪みが有る場合には当該ＳＯＩウェーハが不良品であると判定し、窪みが無い場合には当該ＳＯＩウェーハが良品であると判定し、判定結果を記憶し、判定結果を外部に出力する（画面に表示する、あるいはプリントアウトする）機能が含まれる。
なお、コンピュータがＳＯＩウェーハの良否を判定する場合にも、ＳＯＩウェーハの表面に形成される窪みの個数（検出数）を計数し、予め設定された転位の数（設定数）と比較することによりＳＯＩウェーハの良否を判定することが可能である。
【００６９】
以上の如く、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１にＳＯＩウェーハ１のスクライブ領域６ａにおける表面から埋め込み酸化膜３まで到達する検査用トレンチ７・７・・・を形成し、
検査用トレンチ７・７・・・にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材８・８・・・を埋め込み、
ＳＯＩウェーハ１を所定の処理温度に到達するまで加熱し、
ＳＯＩウェーハ１の表面のうち検査用トレンチ７・７・・・の周囲となる部分に現れた転位９・９・・・を検出し、
検出された転位９・９・・・に基づいてＳＯＩウェーハ１の良否を判定する。
このように構成することにより、ＳＯＩウェーハ１に半導体素子を形成する前にＳＯＩウェーハ１の転位欠陥に関する良否の判定を行うことが可能である。
【００７０】
また、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１の表面のうち「検査用トレンチ７・７・７・７が形成されている部分およびその周囲となる部分」のみをエッチングすることにより検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪み９ａ・９ａ・・・を形成し、
窪み９ａ・９ａ・・・を検出することにより転位９・９・・・を検出する。
このように構成することにより、転位９・９・・・の検出に必要な最低限の部分のみをエッチングすることとなるので、素子領域５がエッチングされることはない。また、ウェットエッチングの場合におけるエッチング液の劣化を最小限とすることが可能である。
なお、素子領域がされることおよびエッチング液が劣化することについて特に考慮しなくても良い場合には、ＳＯＩウェーハ１の表面全体をエッチングしても良い。すなわち、ＳＯＩウェーハ１の表面のうち少なくとも検査用トレンチ７・７・７・７の周囲となる部分をエッチングすれば良い。
【００７１】
また、本発明に係るＳＯＩウェーハの検査方法の実施の一形態は、
ＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向に延びた溝である検査用トレンチ７・７・７・７を検査用穴とし、
複数の（本実施形態では、四つの）検査用トレンチ７・７・７・７が平行かつ間隔を空けて形成され、
複数の検査用トレンチ７・７・７・７は、
ＳＯＩウェーハ１の表面から埋め込み酸化膜３までを構成する単結晶シリコンの滑り面とＳＯＩウェーハ１の表面との交線方向に延び、
複数の検査用トレンチ７・７・７・７のうち隣り合うものの間隔は、
検査用トレンチ７の側壁面と埋め込み酸化膜３の表面との交線を成すエッジからＳＯＩウェーハ１の表面において検査用トレンチ７の周囲となる部分に現れた転位９までのＳＯＩウェーハ１の表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である。
このように構成することにより、エッチング後に検査用トレンチ７の周囲となる部分に形成される窪み９ａ・９ａが連結し、より大きな窪みとして検出されるので、転位９・９・・・の検出能（検出感度）を向上することが可能である。
【００７２】
本発明の検査用穴がＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である場合、当該溝の幅をＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きく設定することが可能である。
このように設定した場合、実際にＳＯＩウェーハの素子領域に素子分離用のトレンチを形成したときの状況をより正確に反映して転位の発生の有無（リーク電流の発生の有無）を判定することが可能であり、判定精度が向上する。
【００７３】
なお、本発明に係る検査用穴の平面視形状（ウェーハの表面に垂直な方向から見たときの形状）は本実施形態の検査用トレンチ７・７・７の如くＳＯＩウェーハ１の表面に平行な所定の方向に延びた形状（溝状）に限定されず、平面視で等方的な形状（例えば、円形、四角形、正三角形等）でも良い。
この場合、複数の検査用穴を検出距離の二倍となる間隔で並べて配置することにより、エッチング後に形成される窪みを連結させ、ひいては転位の検出精度を向上することが可能である。
【００７４】
本実施形態では埋め込み材８は二酸化シリコンからなるが、本発明に係る埋め込み材を構成する材料はこれに限定されない。本発明に係る埋め込み材の他の具体例としては、シリコンの窒化物が挙げられる。
ただし、埋め込み材８を構成する材料からは、加熱工程３００において変質することにより実質的に転位を発生させることができなくなるような材料は除かれる。
埋め込み材が実質的に転位を発生させることができなくなるような変質の具体例としては、埋め込み材が加熱により液化する、埋め込み材が加熱により気化する、埋め込み材が加熱により軟化する（ＳＯＩウェーハの表面部シリコンを構成する単結晶シリコンよりも小さい熱応力で塑性変形する）、埋め込み材が加熱により脆化する（自身が破壊されることにより歪みを緩和する）、等が挙げられる。
【００７５】
本実施形態では化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により埋め込み材８を検査用トレンチ７・７・７・７の内部に形成する（埋め込む）が、本発明はこれに限定されず、他の方法で検査用穴に埋め込み材を埋め込んでも良い。検査用穴に埋め込み材を埋め込む他の方法の具体例としては、物理気相成長（ＰＶＤ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が挙げられる。
【００７６】
本実施形態では加熱工程３００において加熱し、等温で保持し、その後冷却するというヒートパターンを採用しているが、本発明はこれに限定されず、実質的にＳＯＩウェーハに転位を発生させることが可能であれば他のヒートパターンを採用しても良い。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＳＯＩウェーハ
２ 表面部シリコン
３ 埋め込み酸化膜
４ 基板部シリコン
５ 素子領域
６ 非素子領域
６ａ スクライブ領域
６ｂ 廃棄領域
７ 検査用トレンチ（検査用穴）
８ 埋め込み材
９ 転位
９ａ 窪み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩウェーハに前記ＳＯＩウェーハの非素子領域における表面から埋め込み酸化膜まで到達する検査用穴を形成し、
前記検査用穴にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材を埋め込み、
前記ＳＯＩウェーハを所定の処理温度に到達するまで加熱し、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位を検出し、
検出された転位に基づいて前記ＳＯＩウェーハの良否を判定する、
ＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項２】
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち少なくとも前記検査用穴の周囲となる部分をエッチングすることにより前記検査用穴の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪みを形成し、
当該窪みを検出することにより前記転位を検出する、
請求項１に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項３】
前記検査用穴は、
前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である、
請求項１または請求項２に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項４】
前記溝が平行かつ間隔を空けて複数形成され、
前記複数の溝は、
前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までを構成する単結晶シリコンの滑り面と前記ＳＯＩウェーハの表面との交線方向に延び、
前記複数の溝のうち隣り合うものの間隔は、
前記溝の側壁面と前記埋め込み酸化膜の表面との交線を成すエッジから前記ＳＯＩウェーハの表面において前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位までの前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項５】
前記検出距離Ｌは、
前記検査用穴の周囲の領域に現れた転位を検出するときの前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までの部分を構成するシリコンの厚さＤおよび当該シリコンの表面と前記転位の滑り面との成す角度θを用いて以下の数１で表される、
請求項４に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【数１】
【請求項６】
前記溝の幅は、
前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きい、
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項７】
前記ＳＯＩウェーハの非素子領域は、
前記ＳＯＩウェーハのスクライブライン上の領域を含む、
請求項１から請求項６までに記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項１】
ＳＯＩウェーハに前記ＳＯＩウェーハの非素子領域における表面から埋め込み酸化膜まで到達する検査用穴を形成し、
前記検査用穴にシリコンと異なる熱膨張係数を有する埋め込み材を埋め込み、
前記ＳＯＩウェーハを所定の処理温度に到達するまで加熱し、
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位を検出し、
検出された転位に基づいて前記ＳＯＩウェーハの良否を判定する、
ＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項２】
前記ＳＯＩウェーハの表面のうち少なくとも前記検査用穴の周囲となる部分をエッチングすることにより前記検査用穴の周囲となる部分のうち転位に対応する部分に窪みを形成し、
当該窪みを検出することにより前記転位を検出する、
請求項１に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項３】
前記検査用穴は、
前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向に延びた溝である、
請求項１または請求項２に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項４】
前記溝が平行かつ間隔を空けて複数形成され、
前記複数の溝は、
前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までを構成する単結晶シリコンの滑り面と前記ＳＯＩウェーハの表面との交線方向に延び、
前記複数の溝のうち隣り合うものの間隔は、
前記溝の側壁面と前記埋め込み酸化膜の表面との交線を成すエッジから前記ＳＯＩウェーハの表面において前記検査用穴の周囲となる部分に現れた転位までの前記ＳＯＩウェーハの表面に平行な方向における距離である検出距離Ｌの二倍である、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項５】
前記検出距離Ｌは、
前記検査用穴の周囲の領域に現れた転位を検出するときの前記ＳＯＩウェーハの表面から埋め込み酸化膜までの部分を構成するシリコンの厚さＤおよび当該シリコンの表面と前記転位の滑り面との成す角度θを用いて以下の数１で表される、
請求項４に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【数１】
【請求項６】
前記溝の幅は、
前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅と同じ、または、前記ＳＯＩウェーハの素子領域に形成される素子分離用のトレンチの幅よりも大きい、
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【請求項７】
前記ＳＯＩウェーハの非素子領域は、
前記ＳＯＩウェーハのスクライブライン上の領域を含む、
請求項１から請求項６までに記載のＳＯＩウェーハの検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５１２４２（Ｐ２０１１−１５１２４２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０２０（Ｐ２０１０−１２０２０）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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