(57)【要約】【課題】試料表面の汚染状態と試料の電気的特性の相関関係を把握することができる装置を提供する。【解決手段】本発明の試料測定結果処理装置１００は、試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された試料の測定データと測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込み部１０１と、試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された試料の測定データと測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込み部１０２と、取り込まれた第１の測定結果と第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる測定位置により関連付けて統合する統合部１０４と、を備える。【選択図】図１
2015042969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込み手段と、
前記試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込み手段と、
前記第１の取り込み手段によって取り込まれた前記第１の測定結果と前記第２の取り込み手段によって取り込まれた前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合手段と、
を備えることを特徴とする試料測定結果処理装置。
【請求項２】
前記試料の表面のイメージ画像を表示するとともに、前記イメージ画像中の一つの測定位置に関して、当該測定位置により関連付けられた前記第１の測定結果と前記第２の測定結果を表示する表示手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の試料測定結果処理装置。
【請求項３】
前記試料の表面のイメージ画像は、前記第１の測定結果を反映させた前記試料表面の汚染状態の分布図であり、
前記表示手段は、前記分布図でユーザーが任意に指定した測定位置に対応する前記第２の測定結果を反映させた前記試料の電気的特性を示す特性図を前記分布図と一緒に表示する
ことを特徴とする請求項２に記載の試料測定結果処理装置。
【請求項４】
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法及び熱刺激電流測定法のうち、一方の方法によって測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込みステップと、
前記全反射蛍光Ｘ線分析法及び前記熱刺激電流測定法のうち、他方の方法によって測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込みステップと、
前記第１の取り込みステップで取り込んだ前記第１の測定結果と前記第２の取り込みステップで取り込んだ前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合ステップと、
を備えることを特徴とする試料測定結果処理方法。
【請求項５】
前記第１の取り込みステップで取り込まれた前記第１の測定結果を用いて、前記他方の方法によって測定すべき前記試料の測定位置を決定する位置決定ステップを含み、
前記第２の取り込みステップでは、前記位置決定ステップで決定された測定位置を対象に前記他方の方法によって前記試料を測定して得られた測定結果を取り込む
ことを特徴とする請求項４に記載の試料測定結果処理方法。
【請求項６】
コンピュータを、
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込み手段、
前記試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込み手段、
前記第１の取り込み手段によって取り込まれた前記第１の測定結果と前記第２の取り込
み手段によって取り込まれた前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料測定結果処理装置、試料測定結果処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の測定（解析、分析等を含む）方法として、全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法が知られている。全反射蛍光Ｘ線分析法は、試料の表面に非常に浅い角度でＸ線を照射し、その際に汚染物の存在によって発生する蛍光Ｘ線を検出することにより、試料表面の汚染を測定する方法である（たとえば、特許文献１を参照）。熱刺激電流測定法は、試料に電界を加えることにより、試料内部や表面及び界面に存在する電荷トラップを注入キャリアで蓄積させ、昇温過程でのトラップサイトからの熱的放出（脱トラップ）現象で生じる熱刺激電流を測定する方法である（たとえば、特許文献２を参照）。熱刺激電流測定法に関しては、たとえば、ＪＩＳ、Ｋ７１３１、電気学会技術報告書 第II部 第１９４号等にも規定されている。
【０００３】
一般に、半導体製造プロセスにおいては、特定のプロセスの評価や管理などに、全反射蛍光Ｘ線分析法や熱刺激電流測定法を利用している。たとえば、全反射蛍光Ｘ線分析法に関しては、半導体ウエハの表面の汚染状態に基づいて洗浄プロセスの評価あるいは管理などを行っている。また、熱刺激電流測定法に関しては、この測定方法によって得られる半導体ウエハの電気的特性に基づいて成膜プロセスの評価や管理などを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５６２５９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来においては、全反射蛍光Ｘ線分析法を用いた半導体製造プロセスの評価等と、熱刺激電流測定法を用いた半導体製造プロセスの評価等を、それぞれ別々に行っている。このため、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定では、半導体ウエハの表面の汚染状態は把握できても、この汚染状態が半導体ウエハの電気的特性にどのような影響を与えるのかは判断できなかった。また、熱刺激電流測定法による測定では、半導体ウエハの電気的特性は把握できても、実際に電気的特性に変化が生じた場合に、その原因がどのような欠陥（汚染など）によって引き起こされたのかは判断できなかった。
【０００６】
本発明の主な目的は、試料表面の汚染状態と試料の電気的特性の相関関係を把握することが可能な試料測定結果処理装置及び試料測定結果処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込み手段と、
前記試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込み手段と、
前記第１の取り込み手段によって取り込まれた前記第１の測定結果と前記第２の取り込
み手段によって取り込まれた前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合手段と、
を備えることを特徴とする試料測定結果処理装置である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、
前記試料の表面のイメージ画像を表示するとともに、前記イメージ画像中の一つの測定位置に関して、当該測定位置により関連付けられた前記第１の測定結果と前記第２の測定結果を表示する表示手段をさらに備える
ことを特徴とする上記第１の態様に記載の試料測定結果処理装置である。
【０００９】
本発明の第３の態様は、
前記試料の表面のイメージ画像は、前記第１の測定結果を反映させた前記試料表面の汚染状態の分布図であり、
前記表示手段は、前記分布図でユーザーが任意に指定した測定位置に対応する前記第２の測定結果を反映させた前記試料の電気的特性を示す特性図を前記分布図と一緒に表示する
ことを特徴とする上記第２の態様に記載の試料測定結果処理装置である。
【００１０】
本発明の第４の態様は、
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法及び熱刺激電流測定法のうち、一方の方法によって測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込みステップと、
前記全反射蛍光Ｘ線分析法及び前記熱刺激電流測定法のうち、他方の方法によって測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込みステップと、
前記第１の取り込みステップで取り込んだ前記第１の測定結果と前記第２の取り込みステップで取り込んだ前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合ステップと、
を備えることを特徴とする試料測定結果処理方法である。
【００１１】
本発明の第５の態様は、
前記第１の取り込みステップで取り込まれた前記第１の測定結果を用いて、前記他方の方法によって測定すべき前記試料の測定位置を決定する位置決定ステップを含み、
前記第２の取り込みステップでは、前記位置決定ステップで決定された測定位置を対象に前記他方の方法によって前記試料を測定して得られた測定結果を取り込む
ことを特徴とする上記第４の態様に記載の試料測定結果処理方法である。
【００１２】
本発明の第６の態様は、
コンピュータを、
試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第１の測定結果を取り込む第１の取り込み手段、
前記試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された前記試料の測定データと前記測定位置とを対応付けた第２の測定結果を取り込む第２の取り込み手段、
前記第１の取り込み手段によって取り込まれた前記第１の測定結果と前記第２の取り込み手段によって取り込まれた前記第２の測定結果とを、各々の測定結果に含まれる前記測定位置により関連付けて統合する統合手段、
として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試料表面の汚染状態と試料の電気的特性の相関関係を把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る試料測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】全反射蛍光Ｘ線分析装置の構成例を示す概略図である。
【図３】熱刺激電流測定装置の構成例を示す概略図である。
【図４】熱刺激電流測定法を説明する図である。
【図５】測定位置の区分を示す図である。
【図６】全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データをグラフ化した図である。
【図７】熱刺激電流測定法による測定データをグラフ化した図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理方法を示すフローチャートである。
【図９】測定結果の統合処理をイメージ化した図である。
【図１０】表示部における具体的な表示例を示す図である。
【図１１】ＴＳＣ測定結果を反映した電気的特性図の一例を示す図である。
【図１２】ＴＳＣ測定結果を反映した電気的特性図の他の例を示す図である。
【図１３】ＴＸＲＦスペクトルチャートを示す図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る試料測定結果処理装置の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
１．全反射蛍光Ｘ線分析装置の構成
２．全反射蛍光Ｘ線分析法
３．熱刺激電流測定装置の構成
４．熱刺激電流測定法
５．試料測定結果処理装置の構成
６．試料測定結果処理方法
７．実施の形態の効果
８．他の実施の形態
９．他の実施の形態の効果
１０．変形例等
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る試料測定システムの構成例を示すブロック図である。図示した試料測定システムは、全反射蛍光Ｘ線分析装置１と、熱刺激電流測定装置９と、試料測定結果処理装置１００と、を用いて構成されている。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理装置及び試料測定結果処理方法は、全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＲＸＦ：Total Reflection X-ray Fluorescence）によって得られる
測定結果と、熱刺激電流測定法（ＴＳＣ：Thermally Stimulated Current）によって得られる測定結果とを取り込んで、所定の処理（詳細は後述）を行うものである。
ここでは、本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理装置及び試料測定結果処理方法を説明する前に、全反射蛍光Ｘ線分析装置及び全反射蛍光Ｘ線分析法の説明と、熱刺激電流測定装置及び熱刺激電流測定方法の説明を順に行う。
【００１８】
＜１．全反射蛍光Ｘ線分析装置の構成＞
図２は全反射蛍光Ｘ線分析装置の構成例を示す概略図である。図示した全反射蛍光Ｘ線分析装置１は、試料表面の汚染を非破壊で測定する場合に用いられるものである。全反射蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｘ線発生器２と、分光器３と、チャンバー４と、ステージ５と、ステージ移動機構部６と、検出器７と、を備えている。Ｘ線発生器２は、分光器３に向けてＸ線を出射するものである。Ｘ線発生器２は、たとえば、図示しないＸ線管と、回転陽極と、真空ポンプとを用いて構成される。また、Ｘ線発生器２には、必要に応じて、回転陽極を冷却する冷却器が設けられる。本発明の実施の形態においては、一例として、タングステンＸ線管を用いてＸ線発生器２が構成されているものとする。
【００１９】
分光器３は、Ｘ線発生器２から出射されたＸ線を分光することにより、所定波長のＸ線をステージ５に導くものである。Ｘ線発生器２から分光器３に至る光路の途中には、図示しないシャッターが設けられている。シャッターは、光路上でＸ線の通過／遮断を切り替えるものである。分光器３からステージ５に至る光路の途中には、図示しないスリットが設けられている。スリットは、Ｘ線の通過する幅を制限するものである。
【００２０】
チャンバー４は、ステージ５やステージ移動機構部６を収容可能な大きさに形成されている。チャンバー４には、真空ポンプ８と図示しないガス供給系が接続されている。真空ポンプ８はチャンバー４内を真空状態にするためのものである。ガス供給系は、チャンバー４内に不活性ガスを供給するものである。
【００２１】
ステージ５は、試料を支持するものである。本実施の形態においては、一例として、半導体ウエハ（シリコンウエハ等）３０を試料とし、この半導体ウエハ３０をステージ５の上面に載せて支持するものとする。ステージ５は、半導体ウエハ３０を静電チャック方式により固定状態に支持する。
【００２２】
ステージ移動機構部６は、マッピング測定を行うためにステージ５を移動させるものである。ここで記述する「マッピング測定」とは、試料の表面を複数の測定位置に区分し、各々の測定位置ごとに所定の測定を行うことをいう。マッピング測定を行うには、半導体ウエハ３０の面内でＸ線の照射位置を変更する必要がある。そのため、ステージ移動機構部６は、半導体ウエハ３０を支持するステージ５を直交二軸方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させることにより、半導体ウエハ３０に対するＸ線の照射位置を変更する。ステージ移動機構部６は、ステージ５をＸ方向及びＹ方向に移動可能なＸ−Ｙステージ、又はこれに回転移動を加えたＸ−Ｙ−θステージを用いて構成することが可能である。加えて、ステージ移動機構部６は、ステージ５の高さを調整する高さ調整機構と、ステージ５の傾き（Ｘ線の入射角度）を調整する傾き調整機構と、を備えている。
【００２３】
検出器７は、ステージ５上に支持した半導体ウエハ３０に所定の角度でＸ線を照射した際に発生する蛍光Ｘ線を検出するものである。ここで記述する所定の角度は、半導体ウエハ３０の表面に入射したＸ線が全反射する角度である。検出器７は、たとえば、ＳＳＤ（ソリッドステート検出器）、ＳＤＤ（シリコンドリフト型検出器）などを用いて構成することが可能である。
【００２４】
＜２．全反射蛍光Ｘ線分析法＞
次に、上記構成から全反射蛍光Ｘ線分析装置１を用いた全反射蛍光Ｘ線分析法について説明する。
【００２５】
まず、チャンバー４内を不活性ガスで満たした真空空間とし、この真空空間内で半導体ウエハ３０をステージ５により支持する。また、Ｘ線発生器２から出射したＸ線を分光器
３で分光させることにより、所望の波長（エネルギー）のＸ線を半導体ウエハ３０の表面に入射する。このとき、分光器３は、測定の対象とする汚染元素に適した波長のＸ線を取り出すべく、Ｘ線を単色化する。
【００２６】
半導体ウエハ３０に入射するＸ線の波長は、測定（分析）すべき汚染元素に応じて分光器３により切り替える。たとえば、測定対象とする汚染物質が金属であれば、この汚染金属の元素が軽元素であるか、遷移元素であるか、それとも重元素であるかにより、分光器３で波長を切り替える。具体的には、Ｘ線発生器２にタングステンＸ線管を用いた場合は、汚染金属の元素が軽金属元素であればＷ−Ｍα線を照射し、遷移金属元素であればＷ−Ｌβ線を照射し、重金属元素であればＨ．Ｅ．（高エネルギー）線を照射するように、Ｘ線の波長を切り替える。
【００２７】
上述のように半導体ウエハ３０の表面に所定波長のＸ線を照射すると、その照射位置に存在する汚染物質によって蛍光Ｘ線が発生する。このため、半導体ウエハ３０の表面で発生する蛍光Ｘ線を検出器７で検出することにより、汚染元素の種類及び量を特定することができる。
【００２８】
さらに詳述すると、半導体ウエハ３０に対しては、該ウエハ表面にＸ線を照射したときにＸ線が全反射するように、非常に浅い角度でＸ線を照射する。このため、半導体ウエハ３０の表面に入射したＸ線は、汚染物質の存否にかかわらず、ほぼすべてが全反射する。よって、半導体ウエハ３０に照射したＸ線が検出器７に検出されることはない。
【００２９】
これに対して、半導体ウエハ３０の表面に汚染物質が存在し、この汚染物質にＸ線が照射されると、汚染物質の存在によって蛍光Ｘ線が放出される。蛍光Ｘ線は、半導体ウエハ３０の表面で多方向に放射する。このため、放射する蛍光Ｘ線を検出器７で検出することができる。このとき、蛍光Ｘ線の波長は汚染元素の種類に依存し、蛍光Ｘ線の強度は汚染元素の量に依存したものとなる。このため、検出器７で検出した蛍光Ｘ線の波長を分析することにより、汚染物質を構成している汚染元素の種類及び量を特定することができる。
【００３０】
＜３．熱刺激電流測定装置の構成＞
次に、熱刺激電流測定装置の構成について図３を用いて説明する。
図示した熱刺激電流測定装置９においては、試料室１０の内部に試料台１１が設けられている。試料室１０の外壁部分には、試料室１０に収容した半導体ウエハ３０（試料）を加熱したり冷却したりするための温度可変機構（不図示）が組み込まれている。本実施の形態においては、試料室１０の温度と、試料室１０に収容した半導体ウエハ３０の温度とが、実質的に同じ温度であるとする。試料台１１は、測定の対象となる半導体ウエハ３０を支持するものである。
【００３１】
光照射部１３は、試料室１０に収容された半導体ウエハ３０に対して、特定波長の光を照射するものである。具体的には、光照射部１３は、半導体ウエハ３０のバンドギャップに相当するエネルギーをもつ波長の光を照射する。
【００３２】
試料室１０には、２つの電極１４，１４が設けられている。これらの電極１４，１４は、それぞれ半導体ウエハ３０に電気的に接続されるものである。半導体ウエハ３０に対する電極１４，１４の接続形態としては、図例のように半導体ウエハ３０の面内で異なる位置に電極１４，１４を接続する以外にも、半導体ウエハ３０を挟んで対向するように電極１４，１４を配置する場合もある。
【００３３】
試料室１０には、ガス供給部１５と排気部１６とが接続されている。ガス供給部１５は、試料室１０に不活性ガスを供給するものである。ガス供給部１５は、不活性ガスとして
、たとえばヘリウムガスを供給する。ガス供給部１５と試料室１０をつなぐ配管の途中には制御弁１７が設けられている。制御弁１７は、ガス供給部１５によるガスの供給や停止、供給量などを制御するものである。
【００３４】
排気部１６は、試料室１０の内部を減圧雰囲気（真空等）にするためものである。排気部１６は、たとえば、ロータリーポンプを用いて構成することが可能である。排気部１６と試料室１０とをつなぐ配管の途中には制御弁１８が設けられている。制御弁１８は、排気部１６による排気の開始や停止、排気量などを制御するものである。
【００３５】
上述した２つの電極１４，１４のうち、一方の電極１４は、スイッチ１９ａを介して電圧源２０に電気的に接続されている。他方の電極１４は、スイッチ１９ｂを介して電流計測部２１に電気的に接続されている。電流計測部２１は、フェムトアンペア（１０-15Ａ
）という非常に微小な電流を測定可能な電流計を用いて構成される。
【００３６】
＜４．熱刺激電流測定法＞
次に、上記構成から熱刺激電流測定装置を用いた熱刺激電流測定法について図４を参照しながら説明する。
【００３７】
まず、試料室１０の試料台１１に半導体ウエハ３０をセットして電極１４，１４を接続した後、ガス供給部１５及び排気部１６により、試料室１０の内部を不活性ガスで満たした減圧雰囲気にする。また、第１ステップでは、図示しない温度可変機構により試料室１０内の半導体ウエハ３０の温度を室温から所定の温度Ｔｓまで低下させる。ここで記述する所定の温度Ｔｓとは、次の第２ステップにおいて、試料内のトラップを凍結させるのに必要な温度である。
【００３８】
次に、半導体ウエハ３０の温度を所定の温度Ｔｓに維持した状態で、スイッチ１９ａ，１９ｂをオフからオンに切り替える。これにより、励起キャリアの発生に必要な電圧（以下、「トラッピング電圧」ともいう。）が、電圧源２０から半導体ウエハ３０に印加される。トラッピング電圧を印加する時間ｔsetは、トラップをキャリアで満たすのに必要な
時間を考慮して設定（調整）される。このとき、必要に応じて、トラッピング電圧の印加とあわせて、光照射部１３から半導体ウエハ３０に所定波長の光を照射してもよい。これにより、半導体ウエハ３０の内部では、励起キャリア（電子、正孔）が発生するとともに、この励起キャリアが、伝導帯と価電子帯との間の禁制帯Ｅｇにおいて、あるエネルギー準位（以下、「トラップ準位」ともいう。）に捕獲される。すなわち、励起によって発生した電子と正孔は、それぞれドナー準位とアクセプター準位に捕獲される。このとき、キャリアが捕獲されるトラップ準位は、トラップエネルギーの深さ（以下、「トラップ深さ」ともいう。）として捉えることができる。いずれのトラップ準位に、どの程度の量のキャリアが捕獲されるかは、半導体ウエハ３０の特性によって異なる。
【００３９】
次に、スイッチ１９ａ，１９ｂをオンからオフに切り替えることにより、トラッピング電圧の印加を停止し、この状態をあらかじめ設定された保持時間ｔｇsetだけ保持する。
保持時間ｔｇsetは、トラップに捕獲すべきキャリア以外の余剰キャリアを禁制帯から排
除するのに必要な時間に応じて設定（調整）される。
【００４０】
次に、スイッチ１９ａ，９１ｂをオフからオンに切り替えることにより、トラッピング電圧と逆極性のコレクティング電圧を電圧源２０によって半導体ウエハ３０に印加する。また、それと同時に、試料室１０内の半導体ウエハ３０を図示しない温度可変機構により一定速度で昇温させる。そして、この昇温過程でキャリアの解放により流れる電流（熱刺激電流）を電流計測部２１で測定する。この昇温過程における電流の測定は、半導体ウエハ３０の温度があらかじめ決められた温度に達した段階で終了する。
【００４１】
（マッピング測定）
上述した全反射蛍光Ｘ線分析法及び熱刺激電流測定法においては、いずれもマッピング測定を適用する。以下、マッピング測定について詳しく説明する。
マッピング測定においては、図５に示すように、試料となる半導体ウエハ３０の表面に二次元の座標を設定する。具体的には、半導体ウエハ３０の中心を座標中心（０，０）とし、この座標中心（原点）で直交するＸ軸とＹ軸により規定される直交座標（以下、「ＸＹ座標」ともいう。）を設定する。ＸＹ座標のＸ軸は、半導体ウエハのオリエンテーションフラット３１と平行な座標軸とする。
【００４２】
また、マッピング測定においては、各々の測定位置の中心を座標値で指定することにより、半導体ウエハ３０の表面領域を上述したＸＹ座標を用いて複数の測定位置に区分する。具体的には、半導体ウエハの表面を格子状（又はドット状）の配列で複数の測定位置に区分する。一つの測定位置の大きさは、たとえば、全反射蛍光Ｘ線分析法において半導体ウエハの表面に照射されるＸ線のスポットサイズ（たとえば、１０ｍｍ×１０ｍｍ）にあわせて設定すればよい。これにより、半導体ウエハ３０の面内において、各々の測定位置をＸＹ座標の座標値（ｘ，ｙ）で一義的に特定することが可能となる。
本実施の形態においては、半導体ウエハの表面を合計１００個の測定位置に区分するものと仮定する。また、測定する順番は、任意に設定又は変更が可能であるが、ここでは一例として、座標値（ｘ１，ｙ１）で指定される測定位置を１回目に測定すべき測定位置とし、座標値（ｘ２，ｙ１）で指定される測定位置を２回目に測定すべき測定位置とする。
【００４３】
上述のように半導体ウエハの表面を複数の測定位置に区分した場合、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定では、次のような手順でマッピング測定を行う。
まず、ステージ移動機構部６の駆動により、複数の測定位置のうち、座標値（ｘ１，ｙ１）で指定される測定位置にＸ線が照射されるように、ステージ５を移動させる。
次に、その測定位置にＸ線を照射して、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定を行う。これにより、座標値（ｘ１，ｙ１）で指定される測定位置（以下、「測定位置（ｘ１，ｙ１）」とも記す。）に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データＤ１txrfが得られる。全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データＤtxrfは、横軸にＸ線のエネルギー（波長）、縦軸にＸ線の強度をとったＴＸＲＦスペクトルのグラフで表すことができる（たとえば、図６を参照）。この測定データＤtxrfからは、汚染物質の元素の種類や量、さらには半導体ウエハ表面の汚染状態を知ることができる。
【００４４】
次に、ステージ移動機構部６の駆動により、座標値（ｘ２，ｙ１）で指定される測定位置にＸ線が照射されるように、ステージ５を移動させる。
次に、その測定位置にＸ線を照射して、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定を行う。これにより、座標値（ｘ２，ｙ１）で指定される測定位置（以下、「測定位置（ｘ２，ｙ１）」とも記す。）に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データＤ２txrfが得られる。
【００４５】
以降は、ステージ移動機構部６の駆動によりステージ５を順次移動させ、残りの測定位置に関しても、上記同様に全反射蛍光Ｘ線分析法による測定を行う。これにより、上述のように半導体ウエハの表面を合計１００個の測定位置に区分したと仮定すると、すべての測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データＤtxrfと座標値（ｘ，ｙ）で指定される測定位置（以下、「測定位置（ｘ，ｙ）」とも記す。）とを対応付けた合計１００個の測定結果（以下、「ＴＸＲＦ測定結果」ともいう。）が得られる。
【００４６】
また、上述のように半導体ウエハの表面を複数の測定位置に区分した場合、熱刺激電流測定法による測定では、次のような手順でマッピング測定を行う。
まず、説明の前提として、熱刺激電流測定装置は、マッピング測定を実現するための手
段として、たとえば、図示しないプロービング装置を備えるものとする。また、試料となる半導体ウエハの表面には、上述した複数の測定位置に対応して複数の電極対が形成されているものとする。一つの電極対は、一つの測定位置を対象に熱刺激電流測定を行うために、半導体ウエハの面内において当該測定位置を一方の電極と他方の電極で挟むように形成されるものである。
【００４７】
半導体製造プロセスにおいては、製品として取り扱う半導体ウエハ（以下、「製品ウエハ」ともいう。）の他に、抜き取り検査のためのダミー（モニター用）の半導体ウエハ（以下、「ダミーウエハ」ともいう。）を導入する場合がある。ダミーウエハには基本的に製品ウエハと同様の処理（成膜処理など）が施される。ただし、ダミーウエハには、製品ウエハとは異なるパターンで配線や電極を形成することがある。
【００４８】
そこで、半導体ウエハ３０となるダミーウエハの表面に、上述のように複数の測定位置に対応して複数の電極対を形成し、このダミーウエハを使って熱刺激電流測定を行う。その場合は、まず、複数の電極対のうち、測定位置（ｘ１，ｙ１）に対応する電極対にプロービング装置の触針を接触させ、その状態で熱刺激電流測定を行う。これにより、測定位置（ｘ１，ｙ１）に関して、熱刺激電流の測定データＤ１tscが得られる。熱刺激電流測
定法による測定データＤtscは、横軸に絶対温度、縦軸に熱刺激電流をとったＴＳＣスペ
クトルのグラフで表すことができる（たとえば、図７を参照）この測定データＤtscから
は、キャリアのトラップ深さやトラップ密度、さらには半導体ウエハの電気的特性（帯電、誘電、絶縁などの特性）を知ることができる。
【００４９】
次に、プロービング装置を半導体ウエハから離間させた後、図示しない移動手段によりプロービング装置と半導体ウエハ（試料台）を相対的に移動させる。次いで、プロービング装置を半導体ウエハに接近させることにより、先ほどと異なる測定位置（ｘ２，ｙ１）に対応する電極対にプロービング装置の触針を接触させ、その状態で熱刺激電流測定を行う。これにより、測定位置（ｘ２，ｙ１）に関して、熱刺激電流の測定データＤ２tscが
得られる。
【００５０】
以降は、プロービング装置と半導体ウエハ（試料台）を図示しない移動手段により順次、相対的に移動させて、プロービング装置の触針を接触させる電極対の位置を変更する。そして、残りの測定位置に関しても、上記同様に熱刺激電流測定法による測定を行う。これにより、上述のように半導体ウエハの表面を合計１００個の測定位置に区分したと仮定すると、すべての測定位置に関して、熱刺激電流測定法による測定データＤtscと測定位
置（ｘ、ｙ）とを対応付けた合計１００個の測定結果（以下、「ＴＳＣ測定結果」ともいう。）が得られる。
【００５１】
なお、熱刺激電流測定法においては、半導体ウエハを上下方向（ウエハ厚み方向）で２つの電極により挟んで熱刺激電流測定を行う場合がある。その場合は、たとえば、半導体ウエハの裏面（下面：試料台と対面する側の面）を共通の電極とし、半導体ウエハの表面（上面）に複数の測定位置に対応する複数の電極を形成しておく。そして、上記同様にプロービング装置と半導体ウエハ（試料台）を相対的に移動させて、プロービング装置の触針を接触させる電極の位置を順に変更する。これにより、半導体ウエハの面内において、プロービング装置の触針を接触させた電極の位置をそれぞれ測定位置として、測定位置ごとに熱刺激電流測定の測定データが得られる。
【００５２】
＜５．試料測定結果処理装置の構成＞
次に、本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理装置について図１を参照しつつ説明する。図示した試料測定結果処理装置１００は、コンピュータハードウェア資源であるＣＰＵ（central processing unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Acce
ss Memory）、ハードディスクドライブなどを備えるコンピュータ装置と、これに付属す
る入出力用のデバイス（ポインティングデバイス等、ディスプレイ装置、プリンタ装置など）を用いて構成されるものである。
【００５３】
試料測定結果処理装置１００は、機能的には、第１の取り込み部１０１と、第２の取り込み部１０２と、記憶部１０３と、統合部１０４と、表示部１０６と、表示制御部１０７と、入力操作部１０８と、主制御部１０９と、を備えた構成になっている。このうち、記憶部１０３は、ＲＡＭやハードディスクドライブなどのメモリ装置を用いて構成される。表示部１０６は、ディスプレイ装置を用いて構成される。入力操作部１０８は、ポインティングデバイス、キーボードなどを用いて構成される。
【００５４】
これに対して、第１の取り込み部１０１、第２の取り込み部１０２、統合部１０４、表示制御部１０７、主制御部１０９の各機能部は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。これらの機能部を実現するためのプログラムは、コンピュータ装置にインストールされて用いられるが、そのインストールに先立ち、コンピュータ装置で読み取り可能な記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）に格納されて提供されるものであってもよいし、あるいはコンピュータ装置と接続する通信回線を通じてコンピュータ装置に提供されるものであってもよい。このプログラムは、本発明の一形態となる。
【００５５】
（第１の取り込み部）
第１の取り込み部１０１は、上述した各々の測定位置に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法により測定された試料の測定データＤtxrfと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けた測定結果を取り込むものである。
【００５６】
（第２の取り込み部）
第２の取り込み部１０２は、上述した各々の測定位置に関して、熱刺激電流測定法により測定された試料の測定データＤtscと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けた測定結果を取
り込むものである。
【００５７】
（記憶部）
記憶部１０３は、試料測定結果処理装置１００で取り扱う種々のデータや情報を記憶するものである。記憶部１０３に記憶されるデータや情報には、第１の取り込み部１０１によって取り込まれた測定結果と、第２の取り込み部１０２によって取り込まれた測定結果とが含まれる。
【００５８】
（統合部）
統合部１０４は、第１の取り込み部１０１によって取り込まれた測定結果と第２の取り込み部１０２によって取り込まれた測定結果とを、各々の測定結果に含まれる測定位置（ｘ、ｙ）により関連付けて統合するものである。
【００５９】
（表示部）
表示部１０６は、試料測定結果処理装置１００のユーザーに対して各種の情報を可視情報として表示するものである。表示部１０６は、半導体ウエハ３０の表面のイメージ画像を表示するとともに、このイメージ画像中の一つの測定位置に関して、当該測定位置により関連付けられたＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果を表示する。表示部１０６の画面にＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果を表示するタイミングは、必ずしも同時でなくてもよいが、少なくとも或る時間においては同一画面上に一緒に表示されるものとする。表示部１０６に表示される可視情報には、全反射蛍光Ｘ線分析法の測定結果を反映させた試料表面の汚染状態の分布図と、この分布図でユーザーが入力操作部１０８を用いて任意に指定
した位置に対応する熱刺激電流測定法の測定結果を反映させた試料の電気的特性を示す特性図とが含まれる。表示部１０６は、たとえば、カラー表示が可能な液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などを用いて構成される。
【００６０】
（表示制御部）
表示制御部１０７は、表示部１０６による画面表示を制御するものである。具体的には、表示制御部１０７は、表示部１０６に画像（描画）データを入力することにより、その画像データに基づく情報を表示部１０６の画面に表示するように制御する。また、表示制御部１０７は、入力操作部１０８を介してユーザーから何らかの指示がされた場合に、指示された情報を表示部１０６の画面に表示するように制御する。後述する表示情報（特性図等）の切り替えは、この表示制御部１０７による制御のもとで行われる。
【００６１】
（入力操作部）
入力操作部１０８は、試料測定結果処理装置１００を使用するユーザーが種々の情報を入力するために操作するものである。入力操作部１０８は、マウス等のポインティングデバイス、キーボードなどを用いて構成することが可能である。
【００６２】
（主制御部）
主制御部１０９は、試料測定結果処理装置１００全体の処理、動作を統括的に制御するものである。
【００６３】
＜試料測定結果処理方法＞
図８は本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理方法を示すフローチャートである。以下、各ステップＳ１〜Ｓ４の処理内容について順に説明する。
【００６４】
（ＴＸＲＦ測定結果の取り込み：Ｓ１）
まず、第１の取り込み部１０１は、半導体ウエハの表面に設定された各々の測定位置（ｘ，ｙ）に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法によって測定された半導体ウエハの測定データＤtxrfと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けたＴＸＲＦ測定結果を取り込む。このとき、主制御部１０９は、第１の取り込み部１０１が取り込んだＴＸＲＦ測定結果を記憶部１０３に記憶する。ＴＸＲＦ測定結果の取り込みは、全反射蛍光Ｘ線分析装置と試料測定結果処理装置１００との間で有線又は無線によるデータの通信（受け渡し）によって行えばよい。
【００６５】
ただし、本発明はこれに限らず、たとえば、次のような方法でＴＸＲＦ測定結果の取り込みを行ってもよい。まず、全反射蛍光Ｘ線分析装置の入出力インターフェース等に携帯型の記録媒体（たとえば、ＵＳＢメモリ等）を接続し、全反射蛍光Ｘ線分析法によって得られたＴＸＲＦ測定結果を記録媒体に記録する。次に、この記録媒体を全反射蛍光Ｘ線分析装置から取り外して、試料測定結果処理装置１００の入出力インターフェース等に接続する。次に、試料測定結果処理装置１００において、記録媒体に記録されているＴＸＲＦ測定結果を主制御部１０９が読み出して取り込むとともに、取り込んだＴＸＲＦ測定結果を記憶部１０３に記憶する。
【００６６】
（ＴＳＣ測定結果の取り込み：Ｓ２）
次に、第２の取り込み部１０２は、半導体ウエハの表面に設定された各々の測定位置（ｘ，ｙ）に関して、熱刺激電流測定法によって測定された半導体ウエハの測定データＤtscと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けたＴＳＣ測定結果を取り込む。このとき、主制御部
１０９は、第２の取り込み部１０２が取り込んだＴＳＣ測定結果を記憶部１０３に記憶する。ＴＳＣ測定結果の取り込みは、上述したＴＸＲＦ測定結果の取り込みと同様の方法で行えばよい。また、ＴＳＣ測定結果の取り込みは、ＴＸＲＦ測定結果の取り込みよりも前
に行ってもよい。
【００６７】
（測定結果の統合：Ｓ３）
次に、統合部１０４は、第１の取り込み部１０１によって取り込まれたＴＸＲＦ測定結果と第２の取り込み部１０２によって取り込まれたＴＳＣ測定結果とを、各々の測定結果に含まれる測定位置（ｘ，ｙ）により関連付けて統合する。具体的には、図９に示すように、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定データＤtxrfと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けたＴＸＲＦ測定結果と、熱刺激電流測定法による測定データＤtscと測定位置（ｘ，ｙ）と
を対応付けたＴＳＣ測定結果とを、それぞれの測定結果に含まれる測定位置（ｘ，ｙ）によって紐付けすることにより、ＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果とを統合する。
【００６８】
このような処理を行うことにより、記憶部１０３においては、ＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果とが測定位置（ｘ，ｙ）により関連付けて保存される。このため、たとえばユーザーが入力操作部１０８を用いて任意の測定位置を指定した場合は、指定の測定位置（ｘ，ｙ）によって関連付けられている測定データＤtxrf、Ｄtscを記憶部１０３から読み
出すことが可能となる。
【００６９】
（表示：Ｓ４）
次に、表示制御部１０７は、デフォルトで設定されている表示形式にしたがって表示部１０６の画面に所定の情報を表示させる。図１０に具体的な表示例を示す。
図１０においては、半導体ウエハ３０の表面のイメージ画像として、ＴＸＲＦ測定結果を反映させた半導体ウエハ表面の汚染状態を示す分布図１２０がマッピング形式で表示されている。この分布図１２０は、ＴＸＲＦ測定結果の一態様として表示されたものである。図示した分布図１２０においては、全反射蛍光Ｘ線分析法を用いて検出された汚染物質（汚染金属）の元素の種類（図例ではＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ）がそれぞれ異なる色で表示されている。また、半導体ウエハ表面に存在する汚染物質の量（濃度）が等高線で表示されている。
【００７０】
さらに、分布図１２０の右側には、この分布図１２０でユーザーが任意に指定した測定位置Ｍｐに対応するＴＳＣ測定結果を反映させた半導体ウエハの電気的特性を示す特性図１２１がグラフ形式で表示されている。特性図１２１は、ＴＸＲＦ測定結果の一態様として表示されたものである。分布図１２０の中でユーザーが指定する測定位置Ｍｐは、たとえば、マウスを用いて所望の位置にカーソルを移動し、そこでマウスをクリック操作することにより、任意に変更することが可能である。なお、ユーザーが実際に入力操作部１０８を用いて測定位置を指定する前は、デフォルトの設定にしたがって、たとえば、汚染元素の量が最も多い測定位置Ｍｐが自動的に指定されるようになっている。
【００７１】
図中の特性図１２１は、縦軸にトラップ深さをとり、横軸に絶対温度をとって半導体ウエハの電気的特性を表示したものである。特性図１２１の元になるグラフデータは熱刺激電流測定法による測定データＤtscから生成される。以下に、このグラフデータの生成手
順を説明する。
【００７２】
まず、熱刺激電流測定法における昇温方法に部分昇温法を採用し、各々の温度域での昇温過程における熱刺激電流を測定する。部分昇温法は、「昇温開始」→「昇温停止」→「急冷」を一つのサイクルとして、各回の昇温開始温度を順に高温側にシフトさせながら、このサイクルを複数回にわたって繰り返す昇温方法である。
【００７３】
部分昇温法を採用した熱刺激電流測定法によって各温度域の測定データが得られたら、この測定データを用いて、アレニウスの式に基づくアレニウスプロットを行う。以下に、アレニウスの式を記述する。
ＩTSC∝exp（−Ｅ／ｋＴ）
ここで、「ＩTSC」は熱刺激電流、「Ｅ」は活性化エネルギー、「ｋ」はボルツマン定
数、「Ｔ」は絶対温度である。
アレニウスプロットは、図１１に示すように、縦軸に熱刺激電流密度（ｐＡ／ｃｍ2）
の対数、横軸に絶対温度（Ｋ）の逆数（１／Ｔ）をとったものである。
【００７４】
次に、上記のアレニウスプロットのデータ群から、各々の温度域におけるアレニウスプロットの傾きを計算によって求める。アレニウスプロットの傾きは、たとえば、最小二乗法による直線近似によって求めることができる。
次に、上述のように求めたアレニウスプロットの傾きから活性化エネルギーを求める。具体的には、アレニウスプロットの傾きが“−Ｅ／ｋ”で表されることから、これにボルツマン定数“ｋ”を乗算することにより、活性化エネルギー“Ｅ”を求める。活性化エネルギーは、各々の温度域ごとに求める。こうして求めた活性化エネルギーは、キャリアのトラップ深さを示すエネルギーに相当する。
次に、上述のように求めたアレニウスプロットの傾きを、トラップ深さ（活性化エネルギー）と絶対温度の相関を示すグラフにプロットしたかたちのグラフデータを生成する。こうして生成されるグラフデータが、上記特性図１２１の元になるグラフデータである。
【００７５】
以上述べた各々のデータ処理は、熱刺激電流測定装置で行ってもよいし、試料測定結果処理装置１００で行ってもよい。また、一部のデータ処理を熱刺激電流測定装置で行い、その他のデータ処理を試料測定結果処理装置１００で行うように振り分けてもよい。
【００７６】
表示部１０６に表示する電気的特性図は、上記図１０に示す特性図１２１に限らず、たとえば、測定データＤtscをグラフ化した上記図７でもよいし、上記図１１のアレニウス
プロットでもよい。また、これ以外にも、たとえば図１２に示すように、縦軸に単位体積・単位エネルギーあたりのキャリアの数（ｃｍ-3  ｅＶ-1）又は単位面積・単位エネルギーあたりのキャリアの数（ｃｍ-2  ｅＶ-1）、横軸に活性化エネルギー（ｅＶ）をとってグラフ化した特性図であってもよい。この特性図は、上記図１０に示す特性図１２１のグラフデータを用いて、トラップ深さごとに、当該トラップ深さに捕獲されているキャリアの数を積算することにより得られるものである。
【００７７】
また、表示部１０６に表示する電気的特性図は、入力操作部１０８を用いたユーザーからの表示切り替え指示にしたがって変更可能な構成としてもよい。たとえば、デフォルトの設定では、上記図１０に示す特性図１２１を表示し、その後、入力操作部１０８を用いてユーザーが表示切り替え指示を行った場合は、これを受けて表示制御部１０７が表示部１０６の画面に表示する特性図を、たとえば上記図１０〜図１２のいずれかの特性図に変更する構成としてもよい。また、表示部１０６に表示する情報として、図１３に示すように、ユーザーが指定した測定位置Ｍｐを測定したときに得られたＴＸＲＦスペクトルチャート１２２を表示してもよい。ＴＸＲＦスペクトルチャート１２２は、ＴＸＲＦ測定結果の一態様として表示されるものである。また、図１３において、分布図１２０に代えて、上記図５に示すようなイメージ画像を表示し、このイメージ画像中で指定された測定位置により関連付けられたＴＸＲＦ測定結果（たとえば、ＴＸＲＦスペクトルチャート１２２）とＴＳＣ測定結果（図１０〜図１２のいずれかの特性図）を並べて表示してもよい。
【００７８】
＜７．実施の形態の効果＞
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００７９】
（第１の効果）
全反射蛍光Ｘ線分析法を適用して得られるＴＸＲＦ測定結果と熱刺激電流測定法を適用して得られるＴＳＣ測定結果とを、各々の測定結果に含まれる測定位置により関連付けて
統合することにより、試料表面の汚染状態と試料の電気的特性の相関関係を把握することが可能となる。これにより、全反射蛍光Ｘ線分析法（全反射蛍光Ｘ線分析装置）と熱刺激電流測定法（熱刺激電流測定装置）の相互補完を実現することができる。すなわち、全反射蛍光Ｘ線分析法では、半導体ウエハ３０の表面に付着している汚染元素の種類や量は分かるが、それが半導体ウエハ３０の電気的特性にどのような影響を与えるのかは分からない。一方、熱刺激電流測定法では、半導体ウエハ３０の電気的特性は分かるが、それがどのような元素によってもたらされたものであるかは分からない。本実施の形態によれば、全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法の不足する部分を相互に補完して、試料表面の汚染状態と試料の電気的特性の相関関係を把握することが可能となる。
【００８０】
（第２の効果）
半導体ウエハ３０の表面に設定された２つの測定位置に関して、各々の測定位置により関連付けて統合されたＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果のうち、ＴＸＲＦ測定結果によれば、それぞれの測定位置に存在する汚染元素の種類と量が分かり、ＴＳＣ測定結果によれば、それぞれの測定位置における半導体ウエハ３０の電気的特性が分かる。その場合、仮に、それぞれの測定位置に存在する汚染元素の種類が同じで、その量が異なるものとする。そうすると、汚染元素の量の違いが、それぞれの測定位置における半導体ウエハ３０の電気的特性の違いになって現れる。このため、汚染元素の量の違いが、半導体ウエハ３０の電気的特性に与える影響の度合いを把握することが可能となる。また仮に、それぞれの測定位置に存在する汚染元素の量は同じで、その種類が異なるものとする。そうすると、汚染元素の種類の違いが、それぞれの測定位置における半導体ウエハ３０の電気的特性の違いになって現れる。このため、汚染元素の種類の違いが、半導体ウエハ３０の電気的特性に与える影響の度合いを把握することが可能となる。これにより、たとえば、汚染元素の種類ごとに、プロセス管理上許容される汚染元素の量を求めることができる。
【００８１】
（第３の効果）
従来においては、半導体製造プロセスで何らかの異常が発生し、それがＴＸＲＦ測定結果又はＴＳＣ測定結果に現れた場合に、直ちにプロセスを停止する必要があるかどうかの判断には相当の熟練を要している。これに対して、本実施の形態においては、ＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果とを統合して解析することにより、プロセス管理の熟練者でなくても、一定の判断基準に基づいてプロセス停止の要否を適切に判断することができる。
【００８２】
（第４の効果）
半導体ウエハ３０の表面に設定された複数の測定位置のうち、ＴＳＣ測定結果に基づいて半導体ウエハ３０の電気的特性が不良と判断された測定位置が複数存在する場合を想定する。この場合、該当する測定位置に関連付けられたＴＸＲＦ測定結果を用いることにより、半導体ウエハ３０の電気的特性が不良とされる汚染元素の種類や量を統計的に把握することが可能となる。また、こうして把握した情報に基づいて、半導体製造プロセスで許容される汚染元素の量を良否判断の判断基準として設定することができる。これにより、従来のように全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法でそれぞれ独自に判断基準を設定して半導体製造プロセスを管理していた場合に比べて、製品歩留まりの向上を図ることができる。その理由は、従来の判断基準の適用により、全反射蛍光Ｘ線分析法の測定結果で不良と判断された半導体ウエハ３０であっても、本実施の形態による新たな判断基準の適用により、要求品質を満たしたうえで、最終的に良品として製品化されるケースが増えるためである。その結果、半導体製品の歩留まりの向上、ひいては大幅なコストダウンを実現することが可能となる。
【００８３】
（第５の効果）
一連の半導体製造プロセスの中では、或るプロセスで半導体ウエハ３０の表面に付着していた汚染物質が、その後、熱処理によって半導体ウエハ３０の内部に拡散する場合があ
る。この場合、熱処理を行った後のプロセスでは、半導体ウエハ３０の表面で汚染物質の存在を確認できなくなる。このような状況においても、熱処理前のプロセスで全反射蛍光Ｘ線分析法による測定を行い、熱処理後のプロセスで熱刺激電流測定法による測定を行って、それぞれの測定結果を試料測定結果処理装置１００に取り込むことにより、熱処理前に半導体ウエハ３０の表面に付着していた汚染物質が電気的特性に与える影響を把握することが可能となる。
【００８４】
（第６の効果）
ＴＳＣ測定結果から判明したトラップ深さに相当する活性化エネルギーについて、そのトラップ深さに捕獲されている不純物キャリアの元素が何であるかをＴＸＲＦ測定結果から把握することができる。これにより、たとえば、その元素がＦｅやＣｕなどであることが判明した場合は、上記の活性化エネルギーをＦｅやＣｕなどに換算した場合の値を求め、その値をたとえば表示部１０６に表示出力することができる。より具体的には、たとえば、ＴＸＲＦ測定結果から汚染元素がＦｅであることが分かった場合は、ＴＳＣ測定結果に含まれる測定データ（熱刺激電流ｖｓ絶対温度）のピーク値をＦｅの原子に換算することにより、その汚染レベルがたとえば５×１０９ａｔｏｍｓ／ｃｍ２であることを求めることができる。特に、ＴＳＣ測定結果から得られるＴＳＣスペクトルにおいては、昇温過程で現れる熱刺激電流のピークの温度が元素ごとに異なるものの、元素によっては近い温度域にピークが現れる場合がある。そのような場合でも、ＴＸＲＦ測定結果から不純物元素を特定することができれば、その元素に基づいて正確な換算値を求めることができる。
【００８５】
＜８．他の実施の形態＞
図１４は本発明の他の実施の形態に係る試料測定結果処理装置の構成例を示す図である。図示した試料測定結果処理装置１００においては、先述した実施の形態と比較して、測定位置決定部１０５を備える点が異なる。測定位置決定部１０５は、第１の取り込み部１０１で取り込まれた測定結果を用いて、熱刺激電流測定法により測定すべき試料の測定位置を決定するものである。測定位置決定部１０５は、上述したようにＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。
【００８６】
図１５は本発明の実施の形態に係る試料測定結果処理方法を示すフローチャートである。以下、各ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理内容について順に説明する。
【００８７】
（ＴＸＲＦ測定結果の取り込み：Ｓ１１）
まず、第１の取り込み部１０１は、半導体ウエハの表面に設定された各々の測定位置（ｘ，ｙ）に関して、全反射蛍光Ｘ線分析法によって測定された半導体ウエハの測定データＤtxrfと測定位置（ｘ，ｙ）とを対応付けたＴＸＲＦ測定結果を取り込む。このとき、主制御部１０９は、第１の取り込み部１０１が取り込んだＴＸＲＦ測定結果を記憶部１０３に記憶する。
【００８８】
（ＴＳＣ測定位置の決定：Ｓ１２）
次に、測定位置決定部１０５は、先に取り込んだＴＸＲＦ測定結果を用いて、熱刺激電流測定法によって測定すべき半導体ウエハの測定位置を決定する。具体的には、たとえば、全反射蛍光Ｘ線分析法によって得られた各測定位置（ｘ，ｙ）に対応する測定データＤtxrfのうち、汚染物質の量があらかじめ設定された閾値を超えている測定位置（ｘ，ｙ）を、熱刺激電流測定法で測定すべき位置として決定する。閾値は、半導体ウエハ３０の良否判定用に設定されてものでもよいし、半導体製造プロセス管理用に設定されたものでもよい。また、閾値は、すべての汚染元素に共通に適用するものとして設定してもよいし、汚染元素の種類ごとに設定してもよい。
【００８９】
（ＴＳＣ測定位置の出力：Ｓ１３）
次に、主制御部１０９は、先ほど測定位置決定部１０５が決定した熱刺激電流測定法の測定位置を熱刺激電流測定装置９に対して出力する。具体的には、熱刺激電流測定法によって測定すべき測定位置を示す座標データを、たとえば、有線又は無線による通信によって熱刺激電流測定装置９に出力する。
これにより、試料測定結果処理装置１００から出力された座標データを受け取った熱刺激電流測定装置９においては、その座標データが示す測定位置のみを対象に半導体ウエハの熱刺激電流測定を行う。
【００９０】
（ＴＳＣ測定結果の取り込み：Ｓ１４）
次に、第２の取り込み部１０２は、半導体ウエハの表面に設定された各々の測定位置（ｘ，ｙ）のうち、実際に熱刺激電流測定装置９で測定の対象とした測定位置（ｘ，ｙ）に関して、熱刺激電流測定法によって測定された半導体ウエハの測定データＤtscと測定位
置（ｘ，ｙ）とを対応付けたＴＳＣ測定結果を取り込む。これにより、測定位置決定部１０５が決定した測定位置（ｘ，ｙ）についてのみ、ＴＳＣ測定結果が取り込まれる。このとき、主制御部１０９は、第２の取り込み部１０２が取り込んだＴＳＣ測定結果を記憶部１０３に記憶する。
【００９１】
（測定結果の統合：Ｓ１５）
次に、統合部１０４は、第１の取り込み部１０１によって取り込まれたＴＸＲＦ測定結果と第２の取り込み部１０２によって取り込まれたＴＳＣ測定結果とを、各々の測定結果に含まれる測定位置（ｘ，ｙ）により関連付けて統合する。この場合、測定位置（ｘ，ｙ）によっては記憶部１０３にＴＳＣ測定結果が記憶されていない。このため、記憶部１０３に記憶されているＴＳＣ測定結果についてのみ、ＴＸＲＦ測定結果との統合が行われる。
【００９２】
（表示：Ｓ１６）
次に、表示制御部１０７は、デフォルトで設定されている表示形式にしたがって表示部１０６の画面に所定の情報を表示させる。この場合、先述したＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果との統合は、記憶部１０３にＴＳＣ測定結果が記憶されているものについてのみ行われているため、上記図１０の左側に示す分布図１２０でユーザーが指定した測定位置Ｍｐによっては、図中の右側に特性図１２１が表示されないことがある。
【００９３】
＜９．他の実施の形態の効果＞
本発明の他の実施の形態によれば、全反射蛍光Ｘ線分析法によって得られたＴＸＲＦ測定結果を用いて、熱刺激電流測定法によって測定すべき半導体ウエハ３０の測定位置を決定し、決定した測定位置のみを対象に熱刺激電流測定法によって半導体ウエハ３０の測定を行う。このため、すべての測定位置を対象に熱刺激電流測定法による測定を行う場合に比べて、測定時間の短縮とデータ処理時間の短縮を図ることができる。
【００９４】
なお、ここでは全反射蛍光Ｘ線分析法による測定を先に実施し、その測定結果に用いて、熱刺激電流測定法によって測定すべき測定位置を決定する場合について説明したが、これとは逆の手順を採用してもよい。具体的には、熱刺激電流測定法による測定を先に実施し、その測定結果を用いて、全反射蛍光Ｘ線分析法によって測定すべき測定位置を決定してもよい。その場合、測定位置決定部１０５は、全反射蛍光Ｘ線分析装置１によってＴＸＲＦ測定結果を用いて、全反射蛍光Ｘ線分析法によって測定すべき測定位置を決定し、その測定位置を示す座標データを全反射蛍光Ｘ線分析装置１に対して出力することになる。
【００９５】
＜１０．変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や
改良を加えた形態も含む。以下、代表的な変形例を記述する。
【００９６】
全反射蛍光Ｘ線分析装置１及び熱刺激電流測定装置９においてそれぞれ試料とする半導体ウエハ３０は、一連の半導体製造プロセスのなかで、同じプロセスで抜き取られたものでもよいし、異なるプロセスで抜き取られたものでもよい。また、試料は、半導体ウエハ３０などの基板に限らず、全反射蛍光Ｘ線分析法による測定が可能な平面（鏡面に仕上げられた面）を有するものであればよい。
【００９７】
試料測定結果処理装置１００が測定結果の取り込みを行う全反射蛍光Ｘ線分析装置１や熱刺激電流測定装置９は、それぞれ１台に限らず、複数台であってもよい。その場合、いずれのプロセスで抜き取られた試料（半導体ウエハ）の測定結果を表示部１０６に表示させるかを、入力操作部１０８を用いてユーザーに任意に選択させてもよい。また、具体的な事例として、或るプロセスに全反射蛍光Ｘ線分析装置１を設置し、その後の複数の異なるプロセスにそれぞれ熱刺激電流測定装置９を設置して、全反射蛍光Ｘ線分析装置１のＴＸＲＦ測定結果と複数台分の熱刺激電流測定装置９のＴＳＣ測定結果を取り込んでもよい。その場合は、全反射蛍光Ｘ線分析装置１で測定したＴＸＲＦ測定結果が、その後のプロセスにおいて半導体ウエハ３０の電気的特性にどのような影響を与えるか、さらには、その影響の度合いがプロセスの進行によってどのように変移しているのかを確認することが可能となる。
【００９８】
上記実施の形態においては、試料となる半導体ウエハ３０の表面を複数の測定位置に区分する場合に、全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法の双方において、同じ座標系を用いて、同じ大きさで測定位置を区分する場合を想定したが、本発明はこれに限らない。たとえば、全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法のうち、一方の方法は直交座標（ＸＹ座標）を用いて測定位置を区分し、他方の方法は極座標を用いて測定位置を区分してもよい。また、全反射蛍光Ｘ線分析法と熱刺激電流測定法で、異なる大きさで測定位置を区分してもよい。ただし、いずれの場合であっても、全反射蛍光Ｘ線分析法で測定対象とした測定位置と、熱刺激電流測定法で測定対象とした測定位置とを、座標変換や測定位置の重ね合わせなどによって正確に対応付ける必要がある。
【００９９】
全反射蛍光Ｘ線分析法で測定する汚染物質は、金属に限らず、有機物、無機物、自然酸化物などであってもよい。
【０１００】
表示部１０６の画面にＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果を一緒に表示する場合の表示形態は、種々の変更が可能である。たとえば、それぞれの測定結果（測定データ）を重ねて表示してもよい。また、全反射蛍光Ｘ線分析装置１の検出器７の検出結果に基づいて汚染元素を定量分析する分析器を、全反射蛍光Ｘ線分析装置１又は試料測定結果処理装置１００に設け、ユーザーが指定した測定位置に関する当該分析結果を具体的な数値として表示部１０６の画面の中に表示してもよい。
【０１０１】
試料測定結果処理装置の付加的な構成として、ＴＸＲＦ測定結果とＴＳＣ測定結果に加えて、図示しない異物検査装置の検査結果を取り込む第３の取り込み手段を設けてもよい。そして、半導体ウエハ表面のイメージ画像においてユーザーが指定した測定位置での異物検査結果を、デフォルトの設定で、又は必要に応じて、表示部１０６の画面に表示する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１…全反射蛍光Ｘ線分析装置
９…熱刺激電流測定装置
３０…半導体ウエハ（試料）
１００…試料測定結果処理装置
１０１…第１の取り込み部
１０２…第２の取り込み部
１０３…記憶部
１０４…統合部
１０５…測定位置決定部
１０６…表示部
１０７…表示制御部
１０８…入力操作部
１０９…主制御部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図４】
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【図１０】
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【図１３】
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