JP2022060993A - Defect evaluation method, defect evaluation method for soi substrate, and defect evaluation method for multilayer substrate - Google Patents

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Abstract

To provide a defect evaluation method capable of measuring a small defect with high sensitivity even after sticking regarding a multilayer substrate where a plurality of single crystal substrates is stuck together.SOLUTION: A defect evaluation method for evaluating, by an XRT, a defect in a multilayer substrate having a plurality of single crystal substrates where a plurality of single crystal layers is stuck together. The defect evaluation method includes: a step of preparing the multilayer substrate and determining a diffraction angle of an X ray for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate; an XRT image acquisition step of acquiring an XRT image of each of the plurality of single crystal layers in accordance with the diffraction angle of the X ray which is obtained in the step of determining the diffraction angle of the X ray, for each of the plurality of single crystal layers; and a defect in-plane generation position identification step of identifying an in-plane generation position of the defect for each of the plurality of single crystal layers from the XRT image which is obtained in the XRT image acquisition step, for each of the plurality of single crystal layers.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、SOI基板や、単結晶基板を直接貼り合わせた多層基板の欠陥評価方法に関するものである。 The present invention relates to a defect evaluation method for an SOI substrate or a multilayer substrate in which a single crystal substrate is directly bonded.

ウェーハの貼り合わせ技術は3次元積層デバイスやSOIウェーハの製造に応用されている。ウェーハに存在する欠陥を評価する場合、貼り合わせ前であれば、種々の測定方法によって検査することにより、不良原因を特定することができるが、貼り合わせた後では、その不良を特定する方法が限られる。貼り合わせを起因とした欠陥や、貼り合わせ後に発生する欠陥を測定する方法が必要とされている。 Wafer bonding technology has been applied to the manufacture of 3D laminated devices and SOI wafers. When evaluating a defect existing in a wafer, the cause of the defect can be identified by inspecting it by various measurement methods before bonding, but after bonding, there is a method of identifying the defect. Limited. There is a need for a method for measuring defects caused by bonding and defects that occur after bonding.

ボイドや、配線の断線などはX線の透過測定で検出することはできるが精度は低く、小さな欠陥は検出することができない。特許文献1に見られるように、X線CT装置の分解能は検出器のサイズで決定され、また、CT像はX線の透過率の差を可視化しているため、Si中の結晶欠陥を測定しようとしてもSiとSi中の欠陥ではX線の透過率に差はないため検出することはできない。 Voids and broken wires can be detected by X-ray transmission measurement, but the accuracy is low and small defects cannot be detected. As seen in Patent Document 1, the resolution of the X-ray CT device is determined by the size of the detector, and since the CT image visualizes the difference in the transmittance of X-rays, crystal defects in Si are measured. Even if an attempt is made, defects in Si and Si cannot be detected because there is no difference in the transmittance of X-rays.

特許文献2では、SOI基板のXRT評価結果が示されている。XRTはX線の回折を利用した方法であるため、X線CTでは可視化できないSi中の結晶欠陥が検出できるのが特徴であるが、特許文献2ではXRTで実際に評価しているのはベースウェーハのみでボンドウェーハの評価は行っていない。 Patent Document 2 shows the XRT evaluation result of the SOI substrate. Since XRT is a method using X-ray diffraction, it is characterized by being able to detect crystal defects in Si that cannot be visualized by X-ray CT, but in Patent Document 2, it is the base that is actually evaluated by XRT. Bond wafers are not evaluated only for wafers.

特開2016-176731号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-176731 特開2008-277702号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-277702

3次元積層デバイスや3D-ICなどでは貼り合わせ後に結晶欠陥を測定する適当な方法がなく、ボイドや配線ショートなどの大きな不良はわかるが、上層と下層間の転位やBMDなどを測定することはTEMなどで可能だが、ウェーハ全体の評価は難しい。貼り合わせ前から存在している欠陥は貼り合わせ前に測定できるが、貼り合わせ工程で発生した微小な欠陥を測定することは難しかった。また、貼り合わせウェーハの測定としてよく使われるX線の透過法は、貼り合わせたウェーハが重なって検出されるため、欠陥の深さが分からず、X線の透過を利用したX線CT法ではミクロン単位の小さな欠陥を検出することはできない。 With 3D laminated devices and 3D-ICs, there is no suitable method for measuring crystal defects after bonding, and although major defects such as voids and wiring shorts can be seen, it is not possible to measure dislocations and BMD between the upper and lower layers. Although it is possible with TEM, it is difficult to evaluate the entire wafer. Although defects existing before bonding can be measured before bonding, it is difficult to measure minute defects generated in the bonding process. In addition, the X-ray transmission method, which is often used to measure bonded wafers, is detected by overlapping bonded wafers, so the depth of defects is unknown, and the X-ray CT method using X-ray transmission is used. It is not possible to detect small defects on the order of microns.

ウェーハの貼り合わせ技術は、従来ではSOI基板に代表されて使われてきたが、近年、デバイス工程でも使われるようになってきている。これらのSOI基板やデバイスの欠陥の測定方法としては、貼り合わせる前の段階では種々の欠陥測定方法があるが、貼り合わせ後に欠陥を高感度に測定する方法は少ない。 Wafer bonding technology has been used as a representative of SOI substrates in the past, but in recent years, it has also been used in device processes. As a method for measuring defects of these SOI substrates and devices, there are various defect measuring methods at the stage before bonding, but there are few methods for measuring defects with high sensitivity after bonding.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、X線による回折を利用することで、貼り合わせ後であってもBMDや転位など小さな欠陥の高感度な測定を可能とするSOI基板の欠陥評価方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、SOI基板に限られることなく、複数の単結晶基板を貼り合わせた多層基板について、貼り合わせ後であっても小さな欠陥の高感度な測定を可能とする欠陥評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and by utilizing diffraction by X-rays, it is possible to perform highly sensitive measurement of small defects such as BMD and dislocations even after bonding. It is an object of the present invention to provide a defect evaluation method of an SOI substrate. Further, the present invention is not limited to the SOI substrate, and provides a defect evaluation method capable of highly sensitive measurement of small defects even after bonding a multilayer substrate in which a plurality of single crystal substrates are bonded. The purpose is.

上記課題を解決するため、本発明では、複数の単結晶基板を貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とする欠陥評価方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by laminating a plurality of single crystal substrates by XRT. Then, for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate, the X of each of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the diffraction angle of X-rays and the step of obtaining the diffraction angle of the X-rays. From the XRT image acquisition step of acquiring each XRT image of the plurality of single crystal layers according to the diffraction angle of the line, and the XRT image of each of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step. Provided is a defect evaluation method comprising a defect in-plane generation position specifying step for specifying an in-plane generation position of each of the plurality of single crystal layers.

このような欠陥評価方法は、SOI基板に限られることなく、複数の単結晶基板を貼り合わせた多層基板について、貼り合わせ後であっても小さな欠陥の高感度な測定を可能とする欠陥評価方法となる。 Such a defect evaluation method is not limited to the SOI substrate, and is a defect evaluation method that enables highly sensitive measurement of small defects even after bonding a multilayer substrate in which a plurality of single crystal substrates are bonded. It becomes.

また本発明では、ボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせたSOI基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記SOI基板を用意し、該SOI基板のボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ボンドウェーハ部のXRT画像を取得し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ベースウェーハ部のXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記XRT画像から前記ボンドウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記XRT画像から前記ベースウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とするSOI基板の欠陥評価方法を提供する。 Further, the present invention is a defect evaluation method for evaluating defects in an SOI substrate in which a bond wafer and a base wafer are bonded by XRT. The SOI substrate is prepared, and the bond wafer portion and the base wafer portion of the SOI substrate are evaluated. For each, an XRT image of the bond wafer portion is acquired according to the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion obtained in the step of obtaining the X-ray diffraction angle and the step of obtaining the X-ray diffraction angle. In addition, the XRT image acquisition step of acquiring the XRT image of the base wafer portion according to the diffraction angle of the X-ray of the base wafer portion and the XRT image of the bond wafer portion obtained in the XRT image acquisition step. In-plane occurrence position specifying step of specifying the in-plane occurrence position of the defect in the bond wafer portion from the above, and specifying the in-plane occurrence position of the defect in the base wafer portion from the XRT image of the base wafer portion. Provided is a defect evaluation method for an SOI substrate, which comprises.

このような本発明のSOI基板の欠陥評価方法は、BMDや転位などの小さな欠陥を高感度に測定でき、特には貼り合わせ後の欠陥、すなわち、貼り合わせの影響によって発生した欠陥でも測定して評価する事ができる。しかも、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部のどちらにおける欠陥かを特定できる。 Such a defect evaluation method of the SOI substrate of the present invention can measure small defects such as BMD and dislocations with high sensitivity, and particularly measures defects after bonding, that is, defects generated by the influence of bonding. Can be evaluated. Moreover, it is possible to identify whether the defect is in the bond wafer portion or the base wafer portion.

また、前記X線の回折角度を求める工程において、前記ボンドウェーハ部と前記ベースウェーハ部の前記X線の回折角度が同じ場合は、前記SOI基板を回転させることで前記X線の回折角度を変えて、前記ボンドウェーハ部と前記ベースウェーハ部とで異なる前記X線の回折角度を求めることができる。 Further, in the step of obtaining the X-ray diffraction angle, when the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion and the base wafer portion is the same, the X-ray diffraction angle is changed by rotating the SOI substrate. Therefore, it is possible to obtain the diffraction angles of the X-rays that are different between the bond wafer portion and the base wafer portion.

このようにすれば、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部のX線の回折角度が同じ場合であっても、別方向から異なるX線の回折角度を得ることで、簡便にベースウェーハ部とボンドウェーハ部を分けて測定することができる。 By doing so, even if the X-ray diffraction angles of the bond wafer section and the base wafer section are the same, different X-ray diffraction angles can be obtained from different directions to easily obtain the base wafer section and the bond wafer section. Can be measured separately.

また、前記欠陥面内発生位置特定工程において、前記特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得し、該セクショントポグラフ像から前記欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することができる。 Further, in the process of specifying the in-plane occurrence position of the defect, a section topograph image is acquired at the in-plane occurrence position of the specified defect, and the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect is specified from the section topograph image. be able to.

このようにすれば、欠陥の深さ情報を得ることができ、欠陥の起因等の推測に役立てることができる。 By doing so, it is possible to obtain information on the depth of the defect, which is useful for estimating the cause of the defect and the like.

また本発明では、複数の厚さ10μm以上の単結晶基板を直接貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とする多層基板の欠陥評価方法を提供する。 Further, the present invention is a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by directly laminating a plurality of single crystal substrates having a thickness of 10 μm or more by XRT, and prepares the multilayer substrate. Then, for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate, the X of each of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the diffraction angle of X-rays and the step of obtaining the diffraction angle of the X-rays. From the XRT image acquisition step of acquiring each XRT image of the plurality of single crystal layers according to the diffraction angle of the line, and the XRT image of each of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step. The present invention provides a defect evaluation method for a multilayer substrate, which comprises a defect in-plane generation position specifying step for specifying an in-plane generation position of each of the defects in the plurality of single crystal layers.

このような多層基板の欠陥評価方法は、複数の単結晶基板を直接貼り合わせた多層基板について、貼り合わせ後であっても小さな欠陥の高感度な測定を可能とする欠陥評価方法となる。特に単結晶層ごとに欠陥の測定をすることができ、さらには検出された欠陥がどの層に発生したものであるのかを特定することも可能である。 Such a defect evaluation method for a multilayer board is a defect evaluation method that enables highly sensitive measurement of small defects even after bonding a multilayer board in which a plurality of single crystal substrates are directly bonded. In particular, it is possible to measure defects for each single crystal layer, and it is also possible to identify in which layer the detected defects are generated.

また、前記X線の回折角度を求める工程において、前記複数の単結晶層のうちの少なくとも2層の前記X線の回折角度が同じ場合は、前記多層基板を回転させることで前記X線の回折角度を変えて、前記複数の単結晶層のそれぞれで異なる前記X線の回折角度を求めることができる。 Further, in the step of obtaining the diffraction angle of the X-ray, when the diffraction angle of the X-ray of at least two of the plurality of single crystal layers is the same, the diffraction of the X-ray is performed by rotating the multilayer substrate. By changing the angle, it is possible to obtain the diffraction angle of the X-ray that is different for each of the plurality of single crystal layers.

このようにすれば、ある2つの層、もしくは3つ以上の層のX線の回折角度が同じ場合であっても、別方向から異なるX線の回折角度を得ることで、簡便に複数の単結晶層を分けて測定することができる。 By doing so, even if the X-ray diffraction angles of two layers or three or more layers are the same, by obtaining different X-ray diffraction angles from different directions, a plurality of single crystals can be easily obtained. The crystal layer can be measured separately.

また、前記欠陥面内発生位置特定工程において、前記特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得し、該セクショントポグラフ像から前記欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することができる。 Further, in the process of specifying the in-plane occurrence position of the defect, a section topograph image is acquired at the in-plane occurrence position of the specified defect, and the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect is specified from the section topograph image. be able to.

このようにすれば、欠陥の深さ情報を得ることができ、欠陥の起因等の推測に役立てることができる。 By doing so, it is possible to obtain information on the depth of the defect, which is useful for estimating the cause of the defect and the like.

以上のように、本発明によれば、SOI基板の貼り合わせ後の欠陥でも、高感度に測定する事が出来る。しかも、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部とで別個に欠陥を特定できる。また本発明は、貼り合わせウェーハの上層、下層を別々にXRTで測定し、欠陥の発生状況を分析するというものであるので、SOI基板のみならず、3次元積層デバイスなどへの応用も可能である。また、GaN/SiやSiC/SiなどのSi以外の結晶への応用も可能である。また、3次元デバイスの場合にも、単結晶層ごとに欠陥の測定をすることができ、さらには検出された欠陥がどの層に発生したものであるのかを特定することも可能である。 As described above, according to the present invention, even defects after bonding of SOI substrates can be measured with high sensitivity. Moreover, defects can be identified separately for the bond wafer portion and the base wafer portion. Further, since the present invention is to measure the upper layer and the lower layer of the laminated wafer separately by XRT and analyze the state of occurrence of defects, it can be applied not only to SOI substrates but also to three-dimensional laminated devices and the like. be. It can also be applied to crystals other than Si such as GaN / Si and SiC / Si. Further, even in the case of a three-dimensional device, it is possible to measure the defect for each single crystal layer, and it is also possible to specify in which layer the detected defect is generated.

本発明のSOI基板の欠陥評価方法の工程の概略を示すフロー図である。It is a flow diagram which shows the outline of the process of the defect evaluation method of the SOI substrate of this invention. 本発明におけるSOI基板のXRT測定の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the XRT measurement of the SOI substrate in this invention. 本発明におけるSOI基板から得られる回折ピークの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the diffraction peak obtained from the SOI substrate in this invention. 本発明におけるSOI基板のボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれのX線の回折角度の測定の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the measurement of the diffraction angle of each X-ray of the bond wafer part and the base wafer part of the SOI substrate in this invention. SOI基板を回転させて回折角度を測定する場合の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the case where the diffraction angle is measured by rotating an SOI substrate. 実施例1のSOI基板の貼り合わせ後に測定したベースウェーハ部とボンドウェーハ部のXRT画像を示す撮影図である。It is a photograph which shows the XRT image of the base wafer part and the bond wafer part measured after bonding the SOI substrate of Example 1. FIG. 実施例1のスリップ転位が発生した部分のセクショントポグラフ像を示す撮影図である。It is a photograph which shows the section topograph image of the part where the slip dislocation occurred of Example 1. FIG. 実施例1のセクショントポグラフ像についての説明図である。It is explanatory drawing about the section topograph image of Example 1. FIG. 単結晶ウェーハにおける回折面に対する回折角度とサンプル表面に対する回折角度の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the diffraction angle with respect to the diffraction plane and the diffraction angle with respect to a sample surface in a single crystal wafer. 単結晶ウェーハから得られる回折ピークの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the diffraction peak obtained from a single crystal wafer. 本発明の多層基板の欠陥評価方法の工程の概略を示すフロー図である。It is a flow diagram which shows the outline of the process of the defect evaluation method of the multilayer board of this invention. 本発明における多層基板の上層と下層のそれぞれのX線の回折角度の測定の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the measurement of the diffraction angle of each X-ray of the upper layer and the lower layer of the multilayer substrate in this invention. 本発明の多層基板の欠陥評価方法において、多層基板の各層の厚さが異なり、各層のデバイスパターンが同じ場合に得られるX線の回折角度及びXRT画像の一例である。This is an example of an X-ray diffraction angle and an XRT image obtained when the thickness of each layer of the multilayer board is different and the device pattern of each layer is the same in the defect evaluation method of the multilayer board of the present invention. 本発明の多層基板の欠陥評価方法において、多層基板の各層の厚さが同じで、各層のデバイスパターンが異なる場合に得られるX線の回折角度及びXRT画像の一例である。This is an example of an X-ray diffraction angle and an XRT image obtained when the thickness of each layer of the multilayer board is the same and the device pattern of each layer is different in the defect evaluation method of the multilayer board of the present invention. 本発明の多層基板の欠陥評価方法において、多層基板の各層の厚さ、及び各層のデバイスパターンが同じ場合に得られるX線の回折角度及びXRT画像の一例である。This is an example of an X-ray diffraction angle and an XRT image obtained when the thickness of each layer of the multilayer board and the device pattern of each layer are the same in the defect evaluation method of the multilayer board of the present invention. 実施例2において得られた、上層と下層からなる多層基板のX線の回折角度の測定結果である。It is a measurement result of the X-ray diffraction angle of the multilayer substrate composed of the upper layer and the lower layer obtained in Example 2. 実施例2において得られた、多層基板の上層と下層の各々のXRT画像である。6 is an XRT image of each of the upper layer and the lower layer of the multilayer board obtained in Example 2.

XRT(X-ray Topography)は回折現象を利用した測定方法である。ある特定の回折面からの回折X線を2次元的に測定し、その結晶中の欠陥を視覚化する。応力や欠陥の存在などで回折面の間隔が伸び、回折条件を満たさなくなると、コントラストがつく。 XRT (X-ray Topography) is a measurement method using a diffraction phenomenon. Diffracted X-rays from a specific diffraction plane are measured two-dimensionally to visualize defects in the crystal. When the distance between the diffraction planes increases due to stress or the presence of defects and the diffraction conditions are not satisfied, contrast is created.

ここで、このXRT測定についてまず簡単に説明する。図9は、本発明とは異なり、シリコン単結晶ウェーハのXRT測定の一例を示したものである。サンプルである単結晶ウェーハにおける、回折面に対する回折角度とサンプル表面に対する回折角度(サンプル入射角度)の関係を示す模式図である。上図に示すように、単結晶ウェーハ101にX線104を照射した場合、回折面105に対する回折角度(入射角度)をΘとすると、以下の式が成り立つ。
2dsinΘ=nλ
ここで、d:格子面間隔、λ:X線の波長、n:任意の自然数である。
また、単結晶ウェーハ101の表面に対する回折角度(サンプル入射角度)をωとすると、下図左側に示すように、回折面105がサンプル表面と平行な場合はω=Θとなる。しかし、回折面105がサンプル表面と全くの平行な場合はまずないので、下図右側に示すように、一般的にはω≠Θとなる。
Here, the XRT measurement will be briefly described first. FIG. 9 shows an example of XRT measurement of a silicon single crystal wafer, which is different from the present invention. It is a schematic diagram which shows the relationship between the diffraction angle with respect to a diffraction plane and the diffraction angle (sample incident angle) with respect to a sample surface in a single crystal wafer which is a sample. As shown in the above figure, when the single crystal wafer 101 is irradiated with X-rays 104, the following equation holds if the diffraction angle (incident angle) with respect to the diffraction surface 105 is Θ.
2dsinΘ = nλ
Here, d: lattice spacing, λ: wavelength of X-rays, n: arbitrary natural number.
Assuming that the diffraction angle (sample incident angle) with respect to the surface of the single crystal wafer 101 is ω, ω = Θ when the diffraction surface 105 is parallel to the sample surface, as shown on the left side of the figure below. However, since it is unlikely that the diffraction surface 105 is completely parallel to the sample surface, ω ≠ Θ as shown on the right side of the figure below.

なお、エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の結晶軸方位は、基板の結晶軸方位を引き継いで成長するため、エピタキシャル層と基板に結晶軸方位の違いはない。しかし、SOIや貼り合わせウェーハは、SOI層と基板は全く同じ結晶軸方位にはならず、数分程度のずれが生じる場合がほとんどである。また同様に、単結晶基板同士を直接貼り合わせたウェーハも、貼り合わせる基板同士が全く同じ結晶軸方位にはならず、数分程度のずれが生じる場合がほとんどである。 Since the crystal axis orientation of the epitaxial layer of the epitaxial wafer is grown by inheriting the crystal axis orientation of the substrate, there is no difference in the crystal axis orientation between the epitaxial layer and the substrate. However, in the SOI and laminated wafers, the SOI layer and the substrate do not have exactly the same crystal axis orientation, and in most cases, a deviation of about several minutes occurs. Similarly, in a wafer in which single crystal substrates are directly bonded to each other, the substrates to be bonded do not have exactly the same crystal axis orientation, and in most cases, a deviation of about several minutes occurs.

この数分、結晶軸方位がずれることを利用して、貼り合わせ後にベースウェーハ部とボンドウェーハ部中の欠陥を別々に測定することが可能である。つまり、ベースウェーハ部の回折面に測定軸を合わせてXRT画像を測定すれば、ベースウェーハ部のみの情報が得られ、ボンドウェーハ部の回折面に条件を合わせてXRT画像を測定すれば、ボンドウェーハ部のみの情報を得ることができる。このように、貼り合わせ後にベースウェーハ部とボンドウェーハ部の情報を別々に測定することができ、貼り合わせで発生する欠陥の測定が可能となる。単結晶基板同士を直接貼り合わせたウェーハの上層と下層についても同様である。本発明者は上記のことを見出して本発明を完成させた。 By utilizing the deviation of the crystal axis orientation by this few minutes, it is possible to separately measure the defects in the base wafer portion and the bond wafer portion after bonding. That is, if the measurement axis is aligned with the diffraction surface of the base wafer portion and the XRT image is measured, information on only the base wafer portion can be obtained, and if the conditions are adjusted to the diffraction surface of the bond wafer portion and the XRT image is measured, the bond is obtained. Information on only the wafer section can be obtained. In this way, the information of the base wafer portion and the bond wafer portion can be measured separately after the bonding, and the defects generated in the bonding can be measured. The same applies to the upper layer and the lower layer of the wafer in which the single crystal substrates are directly bonded to each other. The present inventor has found the above and completed the present invention.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

<欠陥評価方法>
本発明は、複数の単結晶基板を貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有する欠陥評価方法である。
<Defect evaluation method>
The present invention is a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by laminating a plurality of single crystal substrates by XRT. The multilayer substrate is prepared, and the defects in the multilayer substrate are evaluated. For each of the plurality of single crystal layers, the X-ray diffraction angle is adjusted to the X-ray diffraction angle of each of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the X-ray diffraction angle and the step of obtaining the X-ray diffraction angle. From the XRT image acquisition step of acquiring each XRT image of the plurality of single crystal layers and the XRT image of each of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step, the plurality of single crystal layers. It is a defect evaluation method including a defect in-plane occurrence position specifying step for specifying the in-plane occurrence position of each of the above-mentioned defects.

本発明の欠陥評価方法は、複数の単結晶基板を貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板であれば、いかなる多層基板に対しても適用することができる。このような多層基板としては、例えば、ボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせたSOI基板(本発明の第一実施態様)や、3次元積層デバイスのような、複数の厚さ10μm以上の単結晶基板を直接貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板(本発明の第二実施態様)が挙げられる。以下、本発明の第一実施態様及び第二実施態様を例に挙げて本発明を詳細に説明する。 The defect evaluation method of the present invention can be applied to any multilayer substrate having a plurality of single crystal layers in which a plurality of single crystal substrates are bonded. Examples of such a multilayer substrate include a plurality of single crystal substrates having a thickness of 10 μm or more, such as an SOI substrate (first embodiment of the present invention) in which a bond wafer and a base wafer are bonded together, and a three-dimensional laminated device. A multilayer substrate having a plurality of single crystal layers (second embodiment of the present invention) in which the above-mentioned wafers are directly bonded is mentioned. Hereinafter, the present invention will be described in detail by exemplifying the first embodiment and the second embodiment of the present invention.

<第一実施態様>
以下、本発明について、第一実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<First embodiment>
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as an example of the first embodiment, but the present invention is not limited thereto.

本発明の第一実施態様は、ボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせたSOI基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記SOI基板を用意し、該SOI基板のボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ボンドウェーハ部のXRT画像を取得し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ベースウェーハ部のXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記XRT画像から前記ボンドウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記XRT画像から前記ベースウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有するSOI基板の欠陥評価方法である。 The first embodiment of the present invention is a defect evaluation method for evaluating defects in an SOI substrate in which a bond wafer and a base wafer are bonded by XRT, in which the SOI substrate is prepared and the bond wafer portion of the SOI substrate is used. For each of the base wafer portions, the XRT of the bond wafer portion is matched with the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion obtained in the step of obtaining the X-ray diffraction angle and the step of obtaining the X-ray diffraction angle. The XRT image acquisition step of acquiring an image and acquiring an XRT image of the base wafer portion according to the diffraction angle of the X-ray of the base wafer portion, and the bond wafer portion obtained in the XRT image acquisition step. In the defect plane, the in-plane occurrence position of the defect of the bond wafer portion is specified from the XRT image of the base wafer portion, and the in-plane occurrence position of the defect of the base wafer portion is specified from the XRT image of the base wafer portion. It is a defect evaluation method of an SOI substrate having a generation position specifying step.

ここでまず、図2を参照して本発明におけるSOI基板1のXRT測定を用いた評価方法の概略について簡単に説明する。用意するSOI基板1は、主としてボンドウェーハ部2とベースウェーハ部3から構成されており、XRT測定装置を用いて、X線4のそれぞれの回折面5での回折角度に合わせて、XRT画像を取得することができる。 Here, first, the outline of the evaluation method using the XRT measurement of the SOI substrate 1 in the present invention will be briefly described with reference to FIG. The SOI substrate 1 to be prepared is mainly composed of a bond wafer portion 2 and a base wafer portion 3, and an XRT image is obtained by using an XRT measuring device according to the diffraction angle of each of the diffraction planes 5 of the X-ray 4. Can be obtained.

但し、SOIはボンドウェーハ上にデバイスを作製するためのものであり、ボンドウェーハは一般的に薄く作られている。そのため、ボンドウェーハからの回折は非常に弱い場合があるので、本発明では、ボンドウェーハの膜厚を10μm以上とすることが好ましい。 However, SOI is for manufacturing a device on a bond wafer, and the bond wafer is generally made thin. Therefore, since the diffraction from the bond wafer may be very weak, it is preferable that the film thickness of the bond wafer is 10 μm or more in the present invention.

XRT測定装置は、例えば、リガク社製XRTmicronを用いることができる。このXRT装置は、高輝度X線発生装置と、高感度CCDの組み合わせにより、断面XRT評価を短時間で行うことができる特徴を持つ。 As the XRT measuring device, for example, an XRT micron manufactured by Rigaku Corporation can be used. This XRT device has a feature that cross-sectional XRT evaluation can be performed in a short time by combining a high-luminance X-ray generator and a high-sensitivity CCD.

また、この装置を使うことで、貼り合わせ後ウェーハの断面トポグラフィ像(セクショントポグラフ像)を測定することができ、欠陥の深さ方向の分布情報を知ることができるため、欠陥の発生原因などの特定に役立つ。 In addition, by using this device, it is possible to measure the cross-sectional topography image (section topography image) of the wafer after bonding, and it is possible to know the distribution information in the depth direction of the defect, so that the cause of the defect can be determined. Useful for identification.

X線トポグラフィ像(XRT画像)の撮影には、軸出しという工程が必要である。この軸出しというのは測定するサンプルに対して、回折条件を決定する工程であり、この時、サンプルの面方位の傾きなどを求める。 Taking an X-ray topography image (XRT image) requires a process called axis alignment. This axis alignment is a step of determining the diffraction conditions for the sample to be measured, and at this time, the inclination of the plane orientation of the sample is obtained.

通常の単結晶の場合、図10に示すように、この回折ピークはKα1とKα2の2本しか得られないが、SOI基板のような貼り合わせウェーハの場合は、図3に示すように、ベースウェーハ部とボンドウェーハ部の両方からそれぞれKα1とKα2の2本のピークが得られるので、計4本の回折ピークが得られる。この場合、通常、ベースウェーハ部はボンドウェーハ部より厚いため、よりピークの大きい方がベースウェーハ部からの回折ピークとなる。 In the case of a normal single crystal, as shown in FIG. 10, only two diffraction peaks, Kα1 and Kα2, can be obtained, but in the case of a bonded wafer such as an SOI substrate, as shown in FIG. 3, the base is obtained. Since two peaks of Kα1 and Kα2 are obtained from both the wafer portion and the bond wafer portion, a total of four diffraction peaks can be obtained. In this case, since the base wafer portion is usually thicker than the bond wafer portion, the one having a larger peak is the diffraction peak from the base wafer portion.

この時、ベースウェーハ部とボンドウェーハ部の結晶軸方位が異なるような場合であれば、回折ピークが重なることはないが、ベースウェーハ部とボンドウェーハ部の結晶軸方位が同じである場合でも、前述したように多少の面方位のずれがあるため、ベースウェーハ部とボンドウェーハ部に分けた測定を行うことができる。 At this time, if the crystal axis orientations of the base wafer portion and the bond wafer portion are different, the diffraction peaks do not overlap, but even if the crystal axis orientations of the base wafer portion and the bond wafer portion are the same, the diffraction peaks do not overlap. As described above, since there is a slight difference in the plane orientation, the measurement can be performed separately for the base wafer portion and the bond wafer portion.

以下、本発明のSOI基板の欠陥評価方法の工程について具体的に説明する。図1は本発明のSOI基板の欠陥評価方法の工程の概略を示すフロー図である。 Hereinafter, the process of the defect evaluation method for the SOI substrate of the present invention will be specifically described. FIG. 1 is a flow chart showing an outline of the process of the defect evaluation method of the SOI substrate of the present invention.

まず、図1の工程1のように、SOI基板を用意し、SOI基板のボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれについて、X線の回折角度を求める(X線の回折角度を求める工程)。 First, as in step 1 of FIG. 1, an SOI substrate is prepared, and the X-ray diffraction angle is obtained for each of the bond wafer portion and the base wafer portion of the SOI substrate (step of obtaining the X-ray diffraction angle).

ここで、図4を参照して、SOI基板1のボンドウェーハ部2とベースウェーハ部3のそれぞれのX線の回折角度の測定について詳述する。上図左側に示すように、ボンドウェーハ部2のサンプル入射角度をωb、上図右側に示すようにベースウェーハ部3のサンプル入射角度をωaとする。下図に示すように、得られた4本のピークから、ωa及びωbを得ることができる。上記のように、よりピークの大きい方がベースウェーハ部3からの回折ピークとなる。また、それぞれKα1とKα2の2本のピークがあり、どちらのピークを用いても良いが、通常は大きい方(Kα1)のピークを用いる。 Here, with reference to FIG. 4, the measurement of the diffraction angle of each X-ray of the bond wafer portion 2 and the base wafer portion 3 of the SOI substrate 1 will be described in detail. As shown on the left side of the above figure, the sample incident angle of the bond wafer portion 2 is ωb, and as shown on the right side of the above figure, the sample incident angle of the base wafer portion 3 is ωa. As shown in the figure below, ωa and ωb can be obtained from the obtained four peaks. As described above, the one having a larger peak is the diffraction peak from the base wafer portion 3. Further, there are two peaks, Kα1 and Kα2, respectively, and either peak may be used, but usually the larger peak (Kα1) is used.

このとき、ボンドウェーハ部2とベースウェーハ部3のX線4の回折角度(サンプル入射角度ωa、ωb)が同じ場合は、SOI基板1を回転させることでX線4の回折角度を変えることができる。回折面の違いが小さく、ボンドウェーハ部2とベースウェーハ部3のピークが完全に分離できない場合でも、SOI基板1を90°回転させると、結晶軸方位の違いが出る場合がある。図5にこのようなSOI基板1のときの回折角度の測定の一例を示す。左上図のようにベースウェーハ部3とボンドウェーハ部2が傾いている場合、Y-Z平面(右上図)ではベースウェーハ部3とボンドウェーハ部2の結晶軸方位は同じだが、X-Z平面(左下図)ではベースウェーハ部3とボンドウェーハ部2の結晶軸方位がねじれている。この場合、右上図のようにX線回折を測定してもベースウェーハ部3とボンドウェーハ部2の差は得られないが、左下図のようにX線回折を測定すれば、ベースウェーハ部3とボンドウェーハ部2を分けて測定することができる。すなわち、各々の回折角度を求めることができる。 At this time, if the diffraction angles (sample incident angles ωa, ωb) of the X-rays 4 of the bond wafer portion 2 and the base wafer portion 3 are the same, the diffraction angle of the X-rays 4 can be changed by rotating the SOI substrate 1. can. Even when the difference in the diffraction plane is small and the peaks of the bond wafer portion 2 and the base wafer portion 3 cannot be completely separated, when the SOI substrate 1 is rotated by 90 °, a difference in crystal axis orientation may occur. FIG. 5 shows an example of measuring the diffraction angle in the case of such an SOI substrate 1. When the base wafer portion 3 and the bond wafer portion 2 are tilted as shown in the upper left figure, the crystal axis orientations of the base wafer portion 3 and the bond wafer portion 2 are the same in the YY plane (upper right figure), but the XX plane. In (lower left figure), the crystal axis orientations of the base wafer portion 3 and the bond wafer portion 2 are twisted. In this case, the difference between the base wafer portion 3 and the bond wafer portion 2 cannot be obtained even if the X-ray diffraction is measured as shown in the upper right figure, but if the X-ray diffraction is measured as shown in the lower left figure, the base wafer portion 3 is obtained. And the bond wafer section 2 can be measured separately. That is, each diffraction angle can be obtained.

次に、図1の工程2のように、X線の回折角度を求める工程で得た、ボンドウェーハ部のX線の回折角度に合わせてボンドウェーハ部のXRT画像を取得し、かつ、ベースウェーハ部のX線の回折角度に合わせてベースウェーハ部のXRT画像を取得する。すなわち、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれのX線の回折角度に合わせてXRT測定を行い、それぞれのXRT画像を取得する(XRT画像取得工程)。 Next, as in step 2 of FIG. 1, an XRT image of the bond wafer portion is acquired according to the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion obtained in the step of obtaining the X-ray diffraction angle, and the base wafer is obtained. The XRT image of the base wafer part is acquired according to the diffraction angle of the X-ray of the part. That is, XRT measurement is performed according to the diffraction angles of the X-rays of the bond wafer portion and the base wafer portion, and each XRT image is acquired (XRT image acquisition step).

XRT測定装置に基板をセットし、工程1で求めたωaでX線照射してXRT画像を取得し、次にωbでX線照射してXRT画像を取得する。 The substrate is set in the XRT measuring device, and X-ray irradiation is performed with ωa obtained in step 1 to acquire an XRT image, and then X-ray irradiation is performed with ωb to acquire an XRT image.

このようにして、ボンドウェーハ部のX線の回折角度にXRT測定装置の測定条件を合わせて測定することでボンドウェーハ部だけのXRT画像を取得することができ、ベースウェーハ部のX線の回折角度に測定条件を合わせて測定することでベースウェーハ部だけのXRT画像を取得することができる。これにより次の工程3では、ボンドウェーハ部の欠陥とベースウェーハ部の欠陥を別々に観測できる。 In this way, the XRT image of only the bond wafer portion can be acquired by matching the measurement conditions of the XRT measuring device with the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion, and the X-ray diffraction of the base wafer portion can be obtained. It is possible to acquire an XRT image of only the base wafer portion by measuring according to the measurement conditions according to the angle. As a result, in the next step 3, the defect of the bond wafer portion and the defect of the base wafer portion can be observed separately.

最後に、図1の工程3のように、XRT画像取得工程で得た、ボンドウェーハ部のXRT画像からボンドウェーハ部の欠陥の面内発生位置を特定し、かつ、ベースウェーハ部のXRT画像からベースウェーハ部の欠陥の面内発生位置を特定する(欠陥面内発生位置特定工程)。 Finally, as in step 3 of FIG. 1, the in-plane occurrence position of the defect of the bond wafer portion is specified from the XRT image of the bond wafer portion obtained in the XRT image acquisition step, and the XRT image of the base wafer portion is used. The in-plane occurrence position of the defect in the base wafer portion is specified (defect in-plane occurrence position identification process).

すなわち、取得したXRT画像は通常は基板の表裏面(主面)側から撮影されたものであり、その主面の面内での欠陥が発生した位置を、目視等により確認し特定する。 That is, the acquired XRT image is usually taken from the front and back surfaces (main surface) of the substrate, and the position where the defect occurs in the surface of the main surface is visually confirmed and specified.

このとき、特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得することで、欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することができる。欠陥の深さ方向の位置を特定することで、欠陥がどの深さまで到達しているのか、あるいは、どこから発生しているのかといった情報を得ることができ、欠陥の原因を見つけ出すことができる。 At this time, by acquiring the section topograph image at the in-plane occurrence position of the specified defect, the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect can be specified. By specifying the position of the defect in the depth direction, it is possible to obtain information such as to what depth the defect has reached or where it originated, and it is possible to find out the cause of the defect.

以上のように、本発明のSOI基板の欠陥評価方法であればBMDや転位などの小さな欠陥を高感度に測定でき、貼り合わせ後の欠陥でも測定して評価する事ができる。しかも、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部のどちらにおける欠陥かを特定できる。 As described above, according to the defect evaluation method of the SOI substrate of the present invention, small defects such as BMD and dislocations can be measured with high sensitivity, and defects after bonding can also be measured and evaluated. Moreover, it is possible to identify whether the defect is in the bond wafer portion or the base wafer portion.

<第二実施態様>
以下、本発明について、第二実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Second embodiment>
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as an example of the second embodiment, but the present invention is not limited thereto.

本発明の第二実施態様は、複数の厚さ10μm以上の単結晶基板を直接貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有する多層基板の欠陥評価方法である。 The second embodiment of the present invention is a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by directly laminating a plurality of single crystal substrates having a thickness of 10 μm or more by XRT. The plurality of single crystal layers obtained in the steps of preparing a multilayer substrate and determining the X-ray diffraction angle for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate and the step of determining the X-ray diffraction angle. An XRT image acquisition step of acquiring each XRT image of the plurality of single crystal layers according to the diffraction angle of each of the X-rays, and a respective of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step. It is a defect evaluation method of a multilayer substrate having a defect in-plane generation position specifying step for specifying an in-plane generation position of each of the defects in the plurality of single crystal layers from the XRT image.

本発明の多層基板の欠陥評価方法では、複数の厚さ10μm以上の単結晶基板を直接貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板を用いる。該多層基板は、単結晶基板同士が直接(即ち、単結晶層ではない層を介することなく)貼り合わされたものであるから、ベースウェーハとボンドウェーハ間にSiO層が挟まれているSOI基板(本発明の第一実施態様)とは異なるものである。SiO層は一般的にアモルファスである。アモルファスではX線回折は起こらないため、本発明の欠陥評価方法は、直接貼り合わせウェーハとSOIウェーハの区別なく適応可能である。このとき、直接貼り合わせた単結晶基板1枚の厚さが10μm以上であれば、強度の高い回折ピークを得ることができる。 In the defect evaluation method of the multilayer substrate of the present invention, a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers in which a plurality of single crystal substrates having a thickness of 10 μm or more are directly bonded is used. Since the single crystal substrate is directly bonded to each other (that is, without interposing a layer other than the single crystal layer), the multilayer substrate is an SOI substrate in which two SiO substrates are sandwiched between a base wafer and a bond wafer. (The first embodiment of the present invention) is different. The SiO 2 layer is generally amorphous. Since X-ray diffraction does not occur in amorphous, the defect evaluation method of the present invention can be applied without distinguishing between a directly bonded wafer and an SOI wafer. At this time, if the thickness of one directly bonded single crystal substrate is 10 μm or more, a high-intensity diffraction peak can be obtained.

本発明の多層基板の欠陥評価方法は、単結晶基板(ウェーハ)上に形成したパターンが異なれば、2~4層の場合はもちろん、5層以上の多数のウェーハを直接貼り合わせた多層デバイスにも全く問題なく適応可能である。一方、ウェーハ上に同じパターンを形成して貼り合わせた多層デバイスでは、例え貼り合わせた基板の厚さが異なっていたとしても貼り合わせる基板が多くなるとX線回折ピークが重なりやすくなるので、より精密な評価を行う観点からは、4層くらいまでを上限として適用するのが好ましい。 The defect evaluation method for a multilayer substrate of the present invention is used for a multilayer device in which a large number of wafers having 5 or more layers are directly bonded, as well as 2 to 4 layers, if the patterns formed on the single crystal substrate (wafer) are different. Is adaptable without any problems. On the other hand, in a multi-layer device in which the same pattern is formed and bonded on a wafer, even if the thickness of the bonded substrates is different, the X-ray diffraction peaks tend to overlap as the number of bonded substrates increases, so it is more precise. From the viewpoint of performing a good evaluation, it is preferable to apply up to about 4 layers as an upper limit.

XRT測定装置は上述のようにリガク社製XRTmicronとすることが好ましい。このXRT装置は、高輝度X線発生装置と、高感度CCDの組み合わせにより、断面XRT評価を短時間で行うことができる特徴を持つ。 As described above, the XRT measuring device is preferably an XRT micron manufactured by Rigaku. This XRT device has a feature that cross-sectional XRT evaluation can be performed in a short time by combining a high-luminance X-ray generator and a high-sensitivity CCD.

この装置以外のXRT測定装置でも、単結晶層ごとの測定は可能である。しかしXRTmicronは断面トポグラフ測定が容易にできる事から、欠陥の深さ方向の分布情報が特定でき、欠陥の発生原因などの特定に役立つ。 Even with an XRT measuring device other than this device, it is possible to measure each single crystal layer. However, since XRT micron can easily measure the cross-sectional topograph, it is possible to specify the distribution information in the depth direction of the defect, which is useful for identifying the cause of the defect.

X線トポグラフィ像の撮影には、軸出しという工程が必要である。この軸出しというのは測定するサンプルに対して、回折条件を決定する工程であり、この時、サンプルの面方位の傾きなどを求める。 Taking an X-ray topography image requires a process called axis alignment. This axis alignment is a step of determining the diffraction conditions for the sample to be measured, and at this time, the inclination of the plane orientation of the sample is obtained.

通常の単結晶の場合、図12(左)に示すように、この回折ピークはKα1とKα2の2本しか得られないが、2層の単結晶基板の直接貼り合わせウェーハの場合は、図12(右)に示すように、上層と下層の両方から計4本の回折ピークが得られる。 In the case of a normal single crystal, as shown in FIG. 12 (left), only two diffraction peaks, Kα1 and Kα2, can be obtained, but in the case of a directly bonded wafer of a two-layer single crystal substrate, FIG. As shown in (right), a total of four diffraction peaks can be obtained from both the upper layer and the lower layer.

この時、上層と下層のウェーハの結晶軸方位が異なるような場合、例えば上層は(100)、下層は(111)であれば、回折ピークが重なることはないが、上層と下層の結晶軸方位が同じ例えば上下層共に(100)ウェーハである場合でも、多少の傾きがあるため、上層と下層に分けた測定を行うことができる。XRTは軸出しを行った結晶に対して、回折X線の強弱をコントラストとして表示する。上層あるいは下層のどちらかに軸出しを行えば、その軸出しをした回折面のみに対して欠陥情報を得られるため上層、あるいは下層単独の結晶欠陥情報を得ることができる。 At this time, if the crystal axis orientations of the upper and lower wafers are different, for example, if the upper layer is (100) and the lower layer is (111), the diffraction peaks do not overlap, but the crystal axis orientations of the upper layer and the lower layer are different. For example, even when both the upper and lower layers are (100) wafers, the measurement can be performed separately for the upper layer and the lower layer because there is a slight inclination. The XRT displays the intensity of the diffracted X-rays as a contrast with respect to the axisd crystal. If the axis is aligned to either the upper layer or the lower layer, defect information can be obtained only for the diffracted surface that has been centered, so that crystal defect information of the upper layer or the lower layer alone can be obtained.

このとき、得られたピークが上層からのピークなのか下層からのピークなのかは、ウェーハの厚さが分かれば、判断できる。また、各層のウェーハの厚さが同じであっても、上層と下層が異なるパターンのチップである場合、XRTの画像から、上層か下層かの判断が可能である。 At this time, whether the obtained peak is a peak from the upper layer or a peak from the lower layer can be determined if the thickness of the wafer is known. Further, even if the thickness of the wafer of each layer is the same, if the upper layer and the lower layer are chips having different patterns, it is possible to determine whether the upper layer or the lower layer is from the XRT image.

2層のデバイスを測って2本の回折ピークが得られた場合、回折ピーク強度は、それぞれの結晶からの回折の量による為、厚い層からの回折ピーク強度は高く、薄い層からの回折ピーク強度は低くなる。そのため、厚さの違うウェーハを直接貼り合わせた2層のデバイスの場合は、回折ピーク強度の高さから測定している層を容易に特定することができる。 When two diffraction peaks are obtained by measuring a two-layer device, the diffraction peak intensity depends on the amount of diffraction from each crystal, so the diffraction peak intensity from the thick layer is high, and the diffraction peak from the thin layer. The strength is low. Therefore, in the case of a two-layer device in which wafers having different thicknesses are directly bonded, the layer to be measured can be easily identified from the height of the diffraction peak intensity.

また、ほぼ同じ厚さのウェーハを貼り合わせた場合でも、異なるパターンを形成したデバイスであれば、例えば上層にメモリ、下層にロジックの場合、XRTで得られた画像がメモリのパターンであれば、上層のメモリ部分からのXRT情報であり、ロジックのパターンが見られれば、下層のロジック部分からのXRT画像である。 Even when wafers of almost the same thickness are bonded together, if the device has different patterns, for example, if the upper layer is a memory and the lower layer is a logic, the image obtained by XRT is a memory pattern. It is XRT information from the upper memory portion, and if a logic pattern is seen, it is an XRT image from the lower logic portion.

3層や4層、もしくはそれ以上の場合でも同様にして各層ごとの欠陥評価を行うことができる。それぞれの層の厚さが異なり、回折強度が異なればどの層からの回折ピークなのか判別可能だが、厚さが同じ場合にもXRT画像に現わされたパターンの形状の違いから第何層のウェーハからのXRT画像なのかを決定することが出来る。 Even in the case of three layers, four layers, or more, defect evaluation can be performed for each layer in the same manner. If the thickness of each layer is different and the diffraction intensity is different, it is possible to determine which layer the diffraction peak is from. It is possible to determine whether it is an XRT image from a wafer.

20,100,500μm厚さの3枚の基板を直接貼り合わせた3層デバイスの場合、図13に示すように、XRTの軸出し工程で3本の回折ピークが得られる。このうち最も高いピークが500μm厚さの基板からのピークであり、次に高いピークが100μm、最も小さなピークが20μm厚さの基板からのピークである。最も高いピークを回折条件として設定して得られたXRT画像が500μm厚さの基板からのXRT画像であり、2番目に高いピーク、3番目に高いピークに回折条件を合わせて得られた像が100μm厚さの基板、20μm厚さの基板からのXRT画像となる。 In the case of a three-layer device in which three substrates having a thickness of 20, 100, and 500 μm are directly bonded together, as shown in FIG. 13, three diffraction peaks are obtained in the axis alignment process of the XRT. Of these, the highest peak is the peak from the substrate having a thickness of 500 μm, the next highest peak is the peak from the substrate having a thickness of 100 μm, and the smallest peak is the peak from the substrate having a thickness of 20 μm. The XRT image obtained by setting the highest peak as the diffraction condition is an XRT image from a substrate having a thickness of 500 μm, and the image obtained by adjusting the diffraction conditions to the second highest peak and the third highest peak is It is an XRT image from a substrate having a thickness of 100 μm and a substrate having a thickness of 20 μm.

厚さが同じであるがデバイスパターンの異なる3枚の基板を貼り合わせた場合、図14に示すように、同じ高さの回折ピークが得られ、どの層がどの回折ピークによるものなのか区別できない。その場合、図14に示すように、3つのピークのそれぞれに回折条件を合わせて、XRT画像を求め、3つのデバイスパターンとXRT画像を比較することで、どの層からのピーク及びXRT画像なのかを決定する。このようにデバイスパターンが異なっていれば、それぞれのデバイスパターンの特徴から得られた回折ピークの基板を決定することができる。 When three substrates having the same thickness but different device patterns are bonded together, diffraction peaks having the same height are obtained as shown in FIG. 14, and it is not possible to distinguish which layer is due to which diffraction peak. .. In that case, as shown in FIG. 14, by matching the diffraction conditions to each of the three peaks, obtaining an XRT image, and comparing the three device patterns with the XRT image, which layer the peak and the XRT image are from? To determine. If the device patterns are different in this way, it is possible to determine the substrate of the diffraction peak obtained from the characteristics of each device pattern.

また、厚さ、デバイスパターンの両方が同じ基板3枚を貼り合わせた場合にも、図15に示すように、各層に対応する回折ピークが得られ、それぞれの回折ピークに軸出しをして各層のXRT画像を得ることができる。これにより、貼り合わせた後に単結晶層ごとに欠陥の評価を行うことが可能である。なおこの場合は、各XRT画像が具体的にデバイスの何層目を映し出したものであるかを測定結果から直接判別することはできない。 Further, even when three substrates having the same thickness and device pattern are bonded together, diffraction peaks corresponding to each layer can be obtained as shown in FIG. 15, and each diffraction peak is centered to each layer. XRT image can be obtained. This makes it possible to evaluate defects for each single crystal layer after bonding. In this case, it is not possible to directly determine from the measurement result which layer of the device each XRT image specifically reflects.

すなわち、本発明は全く同じ結晶軸方位のウェーハを直接貼り合わせた場合であっても、厚さが異なれば回折ピークから測定している層が何層目かを特定でき、さらに厚さも同じ場合であっても、形成するデバイスのパターンが異なれば、回折パターンの違いから測定している層が何層目かを特定することができる。したがって、本発明の多層基板の欠陥評価方法においては、より精密な欠陥評価を行う観点から、多層基板は各層の厚さもしくはデバイスパターンが異なるものとすることが好ましい。 That is, in the present invention, even when wafers having exactly the same crystal axis orientation are directly bonded, if the thickness is different, it is possible to specify the number of layers measured from the diffraction peak, and the thickness is also the same. Even so, if the pattern of the formed device is different, it is possible to specify the number of layers to be measured from the difference in the diffraction pattern. Therefore, in the defect evaluation method of the multilayer board of the present invention, it is preferable that the thickness of each layer or the device pattern of the multilayer board is different from the viewpoint of performing more precise defect evaluation.

以下、本発明の多層基板の欠陥評価方法の工程について具体的に説明する。図11は本発明の多層基板の欠陥評価方法の工程の概略を示すフロー図である。 Hereinafter, the process of the defect evaluation method for the multilayer board of the present invention will be specifically described. FIG. 11 is a flow chart showing an outline of the process of the defect evaluation method for the multilayer board of the present invention.

まず、図11の工程1のように、多層基板を用意し、多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める(X線の回折角度を求める工程)。 First, as in step 1 of FIG. 11, a multilayer substrate is prepared, and the diffraction angle of X-rays is obtained for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate (step of obtaining the diffraction angle of X-rays).

工程1における回折角度の測定は、第一実施態様と同様に行うことができる。多層基板中の複数の単結晶層の各々の厚さが異なる場合には、より厚い層がより高い回折ピーク強度を示す。 The measurement of the diffraction angle in step 1 can be performed in the same manner as in the first embodiment. When the thickness of each of the plurality of single crystal layers in the multilayer substrate is different, the thicker layer exhibits higher diffraction peak intensity.

また第一実施態様と同様、複数の単結晶層のうちの少なくとも2層のX線の回折角度が同じ場合は、多層基板を回転させることでX線の回折角度を変えて、複数の単結晶層のそれぞれで異なるX線の回折角度を求めることができる。 Further, as in the first embodiment, when the diffraction angles of the X-rays of at least two of the plurality of single crystal layers are the same, the diffraction angles of the X-rays are changed by rotating the multilayer substrate to change the diffraction angles of the plurality of single crystals. Different X-ray diffraction angles can be obtained for each layer.

次に、図11の工程2のように、X線の回折角度を求める工程で得た、複数の単結晶層のそれぞれのX線の回折角度に合わせて、複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得する(XRT画像取得工程)。 Next, as in step 2 of FIG. 11, each XRT of the plurality of single crystal layers is matched with the diffraction angles of the X-rays of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the diffraction angle of the X-rays. Acquire an image (XRT image acquisition process).

最後に、図11の工程3のように、XRT画像取得工程で得た、複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像から、複数の単結晶層のそれぞれの欠陥の面内発生位置を特定する(欠陥面内発生位置特定工程)。このとき、得られたXRT画像には各単結晶層のデバイスパターンが映し出されているので、各単結晶層の厚さが同じであってもデバイスパターンが異なれば、このパターンの形状からどの層なのかを特定することができる。 Finally, as in step 3 of FIG. 11, the in-plane generation position of each defect of the plurality of single crystal layers is specified from each XRT image of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step (. Defect in-plane occurrence position identification process). At this time, since the device pattern of each single crystal layer is projected on the obtained XRT image, even if the thickness of each single crystal layer is the same, if the device pattern is different, which layer from the shape of this pattern It is possible to identify whether it is.

またこのとき、特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得することで、欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することができる。欠陥の深さ方向の位置を特定することで、欠陥がどの深さまで到達しているのか、あるいは、どこから発生しているのかといった情報を得ることができ、欠陥の原因を見つけ出すことができる。 At this time, by acquiring the section topograph image at the in-plane occurrence position of the specified defect, the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect can be specified. By specifying the position of the defect in the depth direction, it is possible to obtain information such as to what depth the defect has reached or where it originated, and it is possible to find out the cause of the defect.

以上のように、本発明の多層基板の欠陥評価方法であれば、複数の単結晶基板を直接貼り合わせた多層基板について、貼り合わせ後であっても小さな欠陥の高感度な測定を可能とする欠陥評価方法となる。特に単結晶層ごとに欠陥の測定をすることができ、さらには検出された欠陥がどの層に発生したものであるのかを特定することも可能である。 As described above, the defect evaluation method for the multilayer board of the present invention enables highly sensitive measurement of small defects even after bonding a multilayer board in which a plurality of single crystal substrates are directly bonded. It is a defect evaluation method. In particular, it is possible to measure defects for each single crystal layer, and it is also possible to identify in which layer the detected defects are generated.

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
以下のようなベースウェーハとボンドウェーハを貼り合わせて熱処理を行ったSOI基板を用意し、本発明の評価方法を実施する。上記熱処理によるスリップ転位の有無、位置等を評価する。
ベースウェーハ:P型、(100)、直径300mm、厚さ775μm
ボンドウェーハ:P型、(100)、直径300mm、厚さ30μm
(Example 1)
The following SOI substrate, which is obtained by bonding a base wafer and a bond wafer and performing heat treatment, is prepared, and the evaluation method of the present invention is carried out. The presence / absence, position, etc. of slip dislocations due to the above heat treatment are evaluated.
Base wafer: P type, (100), diameter 300 mm, thickness 775 μm
Bond wafer: P type, (100), diameter 300 mm, thickness 30 μm

このSOI基板は(100)のベースウェーハ上に(100)のボンドウェーハを貼り合わせている。また、ノッチの方位も<110>で同じ方位である。つまりベースウェーハ部とボンドウェーハ部の結晶軸方位はほぼ同じである。しかし実際に測定してみると、若干の結晶軸方位の違いがあり、ベースウェーハ部とボンドウェーハ部の差を出すことができた。 In this SOI substrate, the bond wafer of (100) is bonded on the base wafer of (100). The notch orientation is also <110>, which is the same orientation. That is, the crystal axis orientations of the base wafer portion and the bond wafer portion are almost the same. However, when actually measured, there was a slight difference in the crystal axis orientation, and it was possible to obtain the difference between the base wafer section and the bond wafer section.

まず、回折条件を求める為、測定回折面は(220)とし、X線のサンプル入射角ωを-75°~-90°の範囲で変更して測定した。その結果、ベースウェーハ部の回折角度は-79.479°、ボンドウェーハ部の回折角度は-79.625°であった。 First, in order to obtain the diffraction conditions, the measurement diffraction surface was set to (220), and the X-ray sample incident angle ω was changed in the range of −75 ° to −90 ° for measurement. As a result, the diffraction angle of the base wafer portion was −79.479 °, and the diffraction angle of the bond wafer portion was −79.625 °.

XRT画像の測定はリガク社製XRTmicronを用いた。ボンドウェーハ部からの回折X線の角度に測定条件を合わせて測定することでボンドウェーハ部だけを測定し、同様にしてベースウェーハ部からの回折X線の角度に測定条件を合わせて測定することでベースウェーハ部だけの測定も行った。 An XRT micron manufactured by Rigaku Co., Ltd. was used for the measurement of the XRT image. Only the bond wafer part is measured by adjusting the measurement conditions to the angle of the diffracted X-rays from the bond wafer part, and similarly, the measurement conditions are adjusted to the angle of the diffracted X-rays from the base wafer part. We also measured only the base wafer part.

図6に、貼り合わせ後に測定したベースウェーハ部のXRT画像とボンドウェーハ部のXRT画像を示す。 FIG. 6 shows an XRT image of the base wafer portion and an XRT image of the bond wafer portion measured after bonding.

ベースウェーハ部とボンドウェーハ部のそれぞれにX線回折条件を合わせて測定した結果、左図のベースウェーハ部にはBMDによる同心円状のコントラストが見え、右図のボンドウェーハ部には厚さ起因のコントラストが見え、それぞれ独立して欠陥を調べることができた。その結果、破線部にスリップ転位を確認した。 As a result of measuring the X-ray diffraction conditions for each of the base wafer part and the bond wafer part, concentric contrast due to BMD can be seen in the base wafer part in the left figure, and the thickness is caused in the bond wafer part in the right figure. Contrast was visible and defects could be investigated independently. As a result, slip dislocations were confirmed in the broken line.

本サンプルのスリップ転位に関して、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部の両方に発生していることから、発生位置はその界面にあると判断される。 Since the slip dislocations of this sample occur in both the bond wafer part and the base wafer part, it is judged that the occurrence position is at the interface.

さらにXRTmicronの特徴である、短時間でセクショントポグラフ像を撮れる特徴を生かし、ベースウェーハ部のみのセクショントポグラフ像、ボンドウェーハ部のみのセクショントポグラフ像によって、スリップ転位がそれぞれのウェーハのどこまで達しているか確認した。ベースウェーハ部とボンドウェーハ部のX線回折条件に合わせて、セクショントポグラフ像を測定することで、欠陥の深さ情報を得ることができ、転位が界面から発生しているのか、裏面のボート接触部から発生しているのか等の情報を得ることができる。図7に、上記のスリップ転位が発生した部分のセクショントポグラフ像(断面図)を示す。上図がベースウェーハ部を、下図がボンドウェーハ部を示す。それぞれの左図は、それぞれの右図に示す破線部の部分の断面図を示している。このようなセクショントポグラフ像の取得方法について詳述する。 Furthermore, taking advantage of the feature of XRT micron that can take a section topograph image in a short time, the section topograph image of only the base wafer part and the section topograph image of only the bond wafer part confirm how far the slip dislocation reaches each wafer. bottom. By measuring the section topograph image according to the X-ray diffraction conditions of the base wafer part and the bond wafer part, it is possible to obtain defect depth information, and it is possible to obtain information on the depth of defects. It is possible to obtain information such as whether it is generated from the department. FIG. 7 shows a section topograph image (cross-sectional view) of the portion where the slip dislocation has occurred. The upper figure shows the base wafer part, and the lower figure shows the bond wafer part. Each left figure shows a cross-sectional view of the part of the broken line part shown in each right figure. The method of acquiring such a section topograph image will be described in detail.

図8は、セクショントポグラフ像についての説明図である。断面図を取得する深さを指定する。ここでは、一例として、左図(図7の右上図と同じ画像)に示すようにベースウェーハ部表面(ボンドウェーハ部との界面)から約1/3の部分(白抜きの破線部)の深さ位置における断面図を表示するように指定した。それによって得られた断面図が右図(図7の左上図と同じ画像)である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the section topograph image. Specify the depth to obtain the cross section. Here, as an example, as shown in the left figure (the same image as the upper right figure of FIG. 7), the depth of about 1/3 from the surface of the base wafer portion (interface with the bond wafer portion) (blank dashed line portion). Specified to display a cross section at the position. The cross-sectional view obtained thereby is the right figure (the same image as the upper left figure of FIG. 7).

このようにして、セクショントポグラフ像を複数取得してスリップ転位の深さ方向の位置を特定していった結果、スリップ転位は予想通り界面から発生していることが確認できた。 As a result of acquiring a plurality of section topograph images and specifying the positions of the slip dislocations in the depth direction in this way, it was confirmed that the slip dislocations were generated from the interface as expected.

また、これとは別に、予め取得した、貼り合わせを行う前のボンドウェーハ及びベースウェーハのXRT画像では上記の欠陥(スリップ転位)は確認できなかったので、上記の欠陥はボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせた後に形成されたものであることが確認された。 In addition to this, the above-mentioned defects (slip dislocations) could not be confirmed in the XRT images of the bond wafer and the base wafer before bonding, which were acquired in advance. It was confirmed that it was formed after bonding.

以上のように本発明のSOI基板の欠陥評価方法は、貼り合わせやその後の熱処理等の影響によって発生した転位等の小さな欠陥であっても、高感度に、かつ、ボンドウェーハ部とベースウェーハ部を別々に測定して評価する事ができる。 As described above, the defect evaluation method for the SOI substrate of the present invention is highly sensitive and has high sensitivity even for small defects such as dislocations generated due to the influence of bonding and subsequent heat treatment, and the bond wafer portion and the base wafer portion. Can be measured and evaluated separately.

(実施例2)
デバイスに準拠したパターンを形成したウェーハ2枚を直接重ねて貼り合わせたウェーハで本発明によりXRT測定を行った。上層の厚さは100μm、下層の厚さは200μmであり、上層、下層共に結晶面方位(100)の基板である。
(Example 2)
According to the present invention, XRT measurement was performed on a wafer in which two wafers having a pattern conforming to a device were directly stacked and bonded together. The thickness of the upper layer is 100 μm, the thickness of the lower layer is 200 μm, and both the upper layer and the lower layer are substrates having a crystal plane orientation (100).

回折条件は(220)透過とし、回折条件であるω=-80度付近で軸出しを行った。その結果、図16に示すように、-79.585度と-79.402度の2つのKα1線が見つかった。そして、強度比の大きな-79.585度のピークが200μmと厚い下層、強度比の小さな-79.402度のピークが薄い上層からのピークと判断した。 The diffraction condition was (220) transmission, and the axis was set around ω = -80 degrees, which is the diffraction condition. As a result, as shown in FIG. 16, two Kα1 lines, -79.585 degrees and -79.402 degrees, were found. Then, it was determined that the peak at −79.585 ° C with a large intensity ratio was from the thick lower layer of 200 μm, and the peak at −79.402 ° C. with a small intensity ratio was from the thin upper layer.

次に、角度を-79.585度に設定して下層を、角度を-79.402度に設定して上層をXRT測定した結果を図17に示す。左図が下層ウェーハのXRT画像、右図が上層ウェーハのXRT画像である。このように、貼り合わせた後に上層と下層のウェーハの欠陥を別々に測定することができた。この場合、上層の基板には、右図中の矢印で示した位置にスクライブラインに沿った欠陥が発生していることがわかった。 Next, FIG. 17 shows the results of XRT measurement of the lower layer with the angle set to −79.585 degrees and the upper layer with the angle set to −79.402 degrees. The left figure is an XRT image of the lower layer wafer, and the right figure is an XRT image of the upper layer wafer. In this way, it was possible to measure the defects of the upper and lower wafers separately after bonding. In this case, it was found that the upper substrate had a defect along the scribe line at the position indicated by the arrow in the right figure.

なお、本発明は、上記実施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的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的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

1…SOI基板、 2…ボンドウェーハ部、 3…ベースウェーハ部、
4、104…X線、 5、105…回折面、 101…単結晶ウェーハ。
1 ... SOI substrate, 2 ... Bond wafer part, 3 ... Base wafer part,
4, 104 ... X-ray, 5, 105 ... Diffractive surface, 101 ... Single crystal wafer.

Claims (7)

複数の単結晶基板を貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、
前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、
該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、
該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とする欠陥評価方法。
It is a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by laminating a plurality of single crystal substrates by XRT.
A step of preparing the multilayer board and obtaining an X-ray diffraction angle for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer board.
An XRT image acquisition step of acquiring an XRT image of each of the plurality of single crystal layers according to the diffraction angle of each of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the diffraction angle of the X-rays. When,
From the XRT image of each of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step, the defect in-plane generation position specifying step of specifying the in-plane generation position of each of the defects of the plurality of single crystal layers. A defect evaluation method characterized by having.
ボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせたSOI基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、
前記SOI基板を用意し、該SOI基板のボンドウェーハ部とベースウェーハ部のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、
該X線の回折角度を求める工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ボンドウェーハ部のXRT画像を取得し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記X線の回折角度に合わせて前記ベースウェーハ部のXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、
該XRT画像取得工程で得た、前記ボンドウェーハ部の前記XRT画像から前記ボンドウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定し、かつ、前記ベースウェーハ部の前記XRT画像から前記ベースウェーハ部の前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とするSOI基板の欠陥評価方法。
It is a defect evaluation method that evaluates defects in the SOI substrate with bonded wafers and base wafers by XRT.
A process of preparing the SOI substrate and obtaining an X-ray diffraction angle for each of the bond wafer portion and the base wafer portion of the SOI substrate.
An XRT image of the bond wafer portion is acquired according to the X-ray diffraction angle of the bond wafer portion obtained in the step of obtaining the diffraction angle of the X-ray, and the diffraction of the X-ray of the base wafer portion. An XRT image acquisition process for acquiring an XRT image of the base wafer portion according to an angle,
The in-plane generation position of the defect of the bond wafer portion is specified from the XRT image of the bond wafer portion obtained in the XRT image acquisition step, and the base wafer portion is obtained from the XRT image of the base wafer portion. A defect evaluation method for an SOI substrate, which comprises a defect in-plane generation position specifying step for specifying the in-plane generation position of the defect.
前記X線の回折角度を求める工程において、前記ボンドウェーハ部と前記ベースウェーハ部の前記X線の回折角度が同じ場合は、前記SOI基板を回転させることで前記X線の回折角度を変えて、前記ボンドウェーハ部と前記ベースウェーハ部とで異なる前記X線の回折角度を求めることを特徴とする請求項2に記載のSOI基板の欠陥評価方法。 In the step of obtaining the diffraction angle of the X-ray, when the diffraction angle of the X-ray of the bond wafer portion and the base wafer portion is the same, the diffraction angle of the X-ray is changed by rotating the SOI substrate. The defect evaluation method for an SOI substrate according to claim 2, wherein the X-ray diffraction angles different between the bond wafer portion and the base wafer portion are obtained. 前記欠陥面内発生位置特定工程において、前記特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得し、該セクショントポグラフ像から前記欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のSOI基板の欠陥評価方法。 In the process of specifying the in-plane occurrence position of the defect, a section topograph image is acquired at the in-plane occurrence position of the specified defect, and the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect is specified from the section topograph image. The defect evaluation method for an SOI substrate according to claim 2 or 3, which is characterized by the above-mentioned method. 複数の厚さ10μm以上の単結晶基板を直接貼り合わせた、複数の単結晶層を有する多層基板中の欠陥をXRTで評価する欠陥評価方法であって、
前記多層基板を用意し、該多層基板中の複数の単結晶層のそれぞれについて、X線の回折角度を求める工程と、
該X線の回折角度を求める工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記X線の回折角度に合わせて、前記複数の単結晶層のそれぞれのXRT画像を取得するXRT画像取得工程と、
該XRT画像取得工程で得た、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記XRT画像から、前記複数の単結晶層のそれぞれの前記欠陥の面内発生位置を特定する欠陥面内発生位置特定工程とを有することを特徴とする多層基板の欠陥評価方法。
It is a defect evaluation method for evaluating defects in a multilayer substrate having a plurality of single crystal layers by directly bonding a plurality of single crystal substrates having a thickness of 10 μm or more by XRT.
A step of preparing the multilayer board and obtaining an X-ray diffraction angle for each of the plurality of single crystal layers in the multilayer board.
An XRT image acquisition step of acquiring an XRT image of each of the plurality of single crystal layers according to the diffraction angle of the X-rays of the plurality of single crystal layers obtained in the step of obtaining the diffraction angle of the X-rays. When,
From the XRT image of each of the plurality of single crystal layers obtained in the XRT image acquisition step, the defect in-plane generation position specifying step of specifying the in-plane generation position of each of the defects of the plurality of single crystal layers. A defect evaluation method for a multilayer substrate, which comprises.
前記X線の回折角度を求める工程において、前記複数の単結晶層のうちの少なくとも2層の前記X線の回折角度が同じ場合は、前記多層基板を回転させることで前記X線の回折角度を変えて、前記複数の単結晶層のそれぞれで異なる前記X線の回折角度を求めることを特徴とする請求項5に記載の多層基板の欠陥評価方法。 In the step of obtaining the diffraction angle of the X-ray, when the diffraction angle of the X-ray of at least two of the plurality of single crystal layers is the same, the diffraction angle of the X-ray is determined by rotating the multilayer substrate. The defect evaluation method for a multilayer substrate according to claim 5, wherein a different diffraction angle of the X-ray is obtained for each of the plurality of single crystal layers. 前記欠陥面内発生位置特定工程において、前記特定した欠陥の面内発生位置においてセクショントポグラフ像を取得し、該セクショントポグラフ像から前記欠陥の面内発生位置における深さ方向の位置を特定することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の多層基板の欠陥評価方法。 In the process of specifying the in-plane occurrence position of the defect, a section topograph image is acquired at the in-plane occurrence position of the specified defect, and the position in the depth direction at the in-plane occurrence position of the defect is specified from the section topograph image. The defect evaluation method for a multilayer substrate according to claim 5 or 6, which is characterized by the above-mentioned method.
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