(57)【要約】【課題】試料に存在する構造欠陥を検出するだけでなく、当該構造欠陥に起因して生じている物理情報を測定することによって、当該構造欠陥がデバイス性能を劣化させる欠陥であるか否かを判断できるようにする等といったように、構造欠陥検出と物理情報測定とを組み合わせて試料を効率良く分析する。【解決手段】試料Ｗの構造欠陥ＫＫを検出する構造欠陥検出手段２と、構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫのうち物理情報を測定すべき構造欠陥ＫＫを欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段と、構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥を含む欠陥領域ＫＲの物理情報を測定する物理情報測定手段３とを備える。【選択図】図１
2013217903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、
前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥のうち物理情報を測定すべき構造欠陥を、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段と、
前記構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備える試料分析装置。
【請求項２】
前記構造欠陥設定手段が、前記構造欠陥の種類又は大きさに応じて物理情報を測定すべき構造欠陥を設定するものである請求項１記載の試料分析装置。
【請求項３】
前記構造欠陥設定手段が、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて物理情報を測定すべき構造欠陥としてユーザが指定した構造欠陥指定信号を受け付けて、当該構造欠陥指定信号により物理情報を測定すべき構造欠陥を設定するものである請求項１又は２記載の試料分析装置。
【請求項４】
試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、
前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥を含む欠陥領域以外の領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備える試料分析装置。
【請求項５】
試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備える試料分析装置に用いられる試料分析プログラムであって、
前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥のうち物理情報を測定すべき構造欠陥を、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段としての機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする試料分析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハやエピタキシャルウエハ等を分析する試料分析装置及び試料分析プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばパワーデバイス等の半導体デバイスとして、ＳｉＣウエハをバルクウエハとして用いたものが注目されているが、このＳｉＣウエハは、不純物が入りやすく結晶欠陥等の欠陥も生じ易いという性質を有する。
【０００３】
このため、ＳｉＣウエハを欠陥密度の低い高品質なものにして半導体デバイスの性能を向上させるために、ＳｉＣウエハの表面にＳｉＣ単結晶薄膜をエピタキシャル成長させることによってエピタキシャル膜を形成してエピタキシャルウエハとして用いている。
【０００４】
しかしながら、ＳｉＣウエハの表面上にエピタキシャル膜を形成したとしても、ＳｉＣウエハの欠陥の種類によっては、当該エピタキシャル膜による効果が発揮されず、半導体デバイスの性能が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
なお、ＳｉＣウエハにエピタキシャル膜を形成する場合の他、その他の半導体基板であるＧａＮ基板やＳｉ基板にエピタキシャル膜を形成する場合にも同様の問題が生じる。
【０００６】
このようなことから、ＳｉＣウエハの結晶欠陥を検出することにより、エピタキシャル膜を形成するウエハに適しているか否かを判断して歩留まりを良くすることが考えられる。ここで、特許文献１に示すような所謂カソードルミネッセンス測定装置を用いて、ＳｉＣウエハの結晶欠陥を検出することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−７１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、本願発明者は、カソードルミネッセンス測定装置を用いて検出した結晶欠陥であっても、半導体デバイスのデバイス性能を劣化させる欠陥と、当該デバイス性能を劣化させない欠陥とが存在し、単純にカソードルミネッセンス装置により欠陥検査するだけでは不十分な場合があることを見出した。
【０００９】
そこで本発明は、試料に存在する結晶欠陥等の構造欠陥を検出するだけでなく、当該構造欠陥に起因して生じている物理情報を測定することによって、当該構造欠陥がデバイス性能を劣化させる欠陥であるか否かを判断できるようにする等といったように、構造欠陥検出と物理情報の測定とを組み合わせて試料を効率良く分析することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る試料分析装置は、試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥のうち物理情報を測定すべき構造欠陥を、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段と、前記構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備えることを特徴とする。なお、構造欠陥の欠陥情報としては、例えば、構造欠陥の種類（点欠陥、線欠陥、面欠陥等）、構造欠陥の大きさ、構造欠陥の形状、構造欠陥の試料における位置等が考えられる。また、構造欠陥を含む欠陥領域は、構造欠陥そのものであっても良い。
【００１１】
このようなものであれば、構造欠陥検出手段が構造欠陥を検出するだけでなく、構造欠陥設定手段により物理情報を測定すべき構造欠陥を当該構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定して、物理情報測定手段が設定された構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を測定するので、構造欠陥検出手段により構造欠陥を検出するだけでは判断がつかない加工品の性能を劣化させる欠陥か否かを判断することができる。例えば、応力集中が大きい構造欠陥は加工品の性能を劣化させる欠陥であると判断することができ、応力集中が小さい構造欠陥は加工品の性能を劣化させる欠陥ではないと判断することができる。これにより、加工品の歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。また、物理情報測定手段による物理情報の測定を構造欠陥手段と同様に試料全体に実施することも考えられるが、そうすると物理情報の測定に時間がかかってしまい結果として試料分析に時間がかかってしまう。本発明によれば、構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を局所的に測定しているので、試料分析の時間を短縮させることができる。
【００１２】
構造欠陥としては例えば結晶欠陥が考えられ、当該結晶欠陥としては点欠陥、線欠陥及び面欠陥等が考えられる。このような構造欠陥の種類又はその大きさによって加工品（半導体ウエハの場合にはエピタキシャル膜など）に与える影響も異なる。例えば加工品によっては点欠陥の影響を無視できるものや、点欠陥及び線欠陥の影響を無視できるものがある。このため、加工品の用途等に合致した試料分析を行うためには、前記構造欠陥設定手段が、前記構造欠陥の種類又は大きさに応じて物理情報を測定すべき構造欠陥を設定するものであることが望ましい。
【００１３】
構造欠陥設定手段の態様としては、予め設定された設定条件信号に基づいて物理情報を測定すべき構造欠陥を設定することが考えられるが、ユーザの使い勝手を向上するためには、前記構造欠陥設定手段が、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて物理情報を測定すべき構造欠陥としてユーザが指定した構造欠陥指定信号を受け付けて、当該構造欠陥指定信号により物理情報を測定すべき構造欠陥を設定するものであることが望ましい。これならば、構造欠陥設定手段により得られた構造欠陥の中から、ユーザが物理情報の測定が必要と考える構造欠陥を設定することができるので、ユーザの分析目的に応じて試料を分析することができる。
【００１４】
また本発明に係る試料分析装置は、試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥を含む欠陥領域以外の領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このようなものであれば、構造欠陥検出手段が構造欠陥を検出するだけでなく、物理情報測定手段が当該構造欠陥を含む欠陥領域以外の領域の物理情報を測定しているので、構造欠陥検出手段では検出されない構造欠陥又はその他の欠陥を物理情報測定手段の物理情報測定結果から判断することができる。例えば構造欠陥としては現れていないものの、何らかの理由により応力集中が生じており、当該応力集中によって加工品の性能が劣化すると判断することができる。これにより、加工品の歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。また、構造欠陥検出手段により検出された検出欠陥を含む欠陥領域以外の領域の物理情報測定を行うことから、試料全体の物理情報測定を行う必要が無く、試料分析の時間を短縮させることができる。
【００１６】
本発明の試料測定装置に好適に用いられる試料分析プログラムは、試料の構造欠陥を検出する構造欠陥検出手段と、前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥を含む欠陥領域の物理情報を測定する物理情報測定手段とを備える試料分析装置に用いられる試料分析プログラムであって、前記構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥のうち物理情報を測定すべき構造欠陥を、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段としての機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする。
【００１７】
また本発明に係る試料分析装置は、試料の構造欠陥を検出する第１構造欠陥検出手段と、当該第１構造欠陥検出手段とは異なる第２構造欠陥検出手段と、前記第１構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥のうち前記第２構造欠陥検出手段により測定すべき構造欠陥を、前記構造欠陥の欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段とを備え、前記第２構造欠陥検出手段が、前記構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥を含む欠陥領域を測定するものであっても良い。これならば、前記第１構造欠陥検出手段が、前記第２構造欠陥検出手段よりも測定速度が速いものであれば、測定速度の速い前記第１構造欠陥検出手段で試料の全体を測定し、測定速度の遅い前記第２構造欠陥検出手段は構造欠陥を含む欠陥領域のみを局所的に測定するので、試料分析の時間を短縮させることができる。
【００１８】
また本発明に係る試料分析装置は、試料の構造欠陥を検出する第１構造欠陥検出手段と、前記第１構造欠陥検出手段により検出された構造欠陥を含む欠陥領域以外の領域を測定する第２構造欠陥検出手段とを備えるものであっても良い。これならば、前記第１構造欠陥検出手段が、前記第２構造欠陥検出手段よりも測定速度が速いものであれば、測定速度の速い前記第１構造欠陥検出手段で試料の全体を測定し、測定速度の遅い前記第２構造欠陥検出手段は構造欠陥を含む欠陥領域以外を局所的に測定するので、試料分析の時間を短縮させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した本発明によれば、試料に存在する構造欠陥を検出するだけでなく、当該構造欠陥に起因して生じている物理情報を測定することによって、当該構造欠陥がデバイス性能を劣化させる欠陥であるか否かを判断できるようにする等といったように、構造欠陥検出と物理情報の測定とを組み合わせて試料を効率良く分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の試料分析装置の構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態の応力測定領域（欠陥領域）を示す模式図。
【図３】変形実施形態の応力測定領域（欠陥領域）を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明に係る試料分析装置について図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態にかかる試料分析装置１００は、図１及び図２に示すように、例えば半導体デバイスに用いられるＳｉＣウエハ等の半導体ウエハＷ（以下、試料Ｗという。）の構造欠陥ＫＫを検出する構造欠陥検出手段２と、試料Ｗから得られる物理情報を測定する物理情報測定手段３と、前記構造欠陥検出手段２から欠陥検出結果データ及び物理情報測定手段３から物理情報データを取得する情報処理手段４と、前記試料Ｗを前記構造欠陥検出手段２及び前記物理情報測定手段３の間を移動させるステージ手段５とを備えている。
【００２３】
構造欠陥検出手段２は、試料Ｗの結晶中に含まれる結晶欠陥等の構造欠陥ＫＫを非破壊で検出するものであり、試料Ｗの表面の略全体又は所定の領域に電子線Ｅを照射することにより生じるカソードルミネッセンスＣＬを用いて構造欠陥ＫＫを検出する、所謂カソードルミネッセンス測定装置である。ここで、構造欠陥検出手段２が検出する構造欠陥ＫＫは、具体的には試料Ｗの結晶中に含まれる点欠陥、線欠陥及び面欠陥等である。
【００２４】
本実施形態のカソードルミネッセンス測定装置は、電子線Ｅを照射することにより試料Ｗから生じる光を、波長毎に分光して得られたスペクトルを分析するものではなく、試料Ｗから生じる光における全波長領域の光強度又は所定の波長領域の光強度を光電子増倍管等の光検出器を用いて光強度信号（電流値（又は電圧値）を有する出力信号）に変換し、当該光強度信号を用いて試料Ｗの表面の各位置における光強度を示す画像を生成することにより、試料Ｗの結晶中に含まれる点欠陥、線欠陥及び面欠陥等を検出する。ここで、試料ＷがＳｉＣウエハの場合には、結晶欠陥が多数存在することから、結晶欠陥に起因するピークが複数の波長に存在し、波長毎に分光したスペクトルがブロードなスペクトル波形となる。その結果、スペクトルデータを用いてＳｉＣウエハの結晶中に含まれる点欠陥、線欠陥及び面欠陥等を検出する場合にその検出精度が低くなる。このため、試料ＷがＳｉＣウエハの場合には、試料Ｗから生じる光の光強度を用いて試料Ｗの構造欠陥ＫＫを検出するものであることが望ましい。
【００２５】
なお、構造欠陥検出手段２としては、その他、試料Ｗに光を照射することにより得られるフォトルミネッセンスを用いて構造欠陥ＫＫを検出するフォトルミネッセンス測定装置であっても良いし、試料Ｗに電圧を印加することにより得られるエレクトロルミネッセンスを用いて構造欠陥ＫＫを検出するエレクトロルミネッセンス測定装置であっても良いし、試料Ｗにレーザ光を照射することにより得られるレーザ散乱光を用いて構造欠陥ＫＫを検出するレーザ散乱光測定装置であっても良い。
【００２６】
物理情報測定手段３は、試料Ｗの膜厚、屈折率、応力又は組成等の物理情報を測定するものである。なお、物理情報には、その他の機械的性質（力学的性質）、熱的性質、電気的性質、磁気的性質、光学的性質を示す情報が含まれる。この物理情報測定手段３は、本実施形態では応力測定手段３であり、試料Ｗの所定領域の応力を非破壊で測定するものであり、励起用エネルギ線であるレーザ光Ｌを試料Ｗに照射することにより生じる二次光であるラマン散乱光ＲＭを分光分析し、その結果得られたラマンスペクトルから試料Ｗの応力を測定する、ラマン分光分析法を用いた所謂ラマン分光測定装置である。
【００２７】
この応力測定手段３は、図２に示すように、前記構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲの応力を測定するように構成されている。具体的に応力測定手段３は、構造欠陥ＫＫを含むようにその周囲に設定される欠陥領域ＫＲ内部の応力を測定するように構成されている。つまり、欠陥領域ＫＲが応力測定領域となる。この欠陥領域ＫＲは、前記構造欠陥ＫＫよりも若干大きな面積を有する領域である。なお、欠陥領域ＫＲは、構造欠陥ＫＫの種類、構造欠陥ＫＫの大きさ、構造欠陥ＫＫの形状又は構造欠陥ＫＫの試料Ｗにおける位置等に応じて設定の仕方を異ならせるようにしても良い。例えば、点欠陥を含む欠陥領域ＫＲの設定の仕方よりも、面欠陥を含む欠陥領域ＫＲの設定の仕方の方が欠陥からより離れた領域を欠陥領域ＫＲに含めるといったことが考えられる。つまり、面欠陥、線欠陥及び点欠陥の順に、当該欠陥からより離れた領域を欠陥領域ＫＲに含めることが考えられる。なお、図２においては、欠陥領域ＫＲが長方形状をなすものであるがこれに限られず、より詳細には、構造欠陥ＫＫの輪郭から所定距離離れた領域を欠陥領域ＫＲとして、欠陥領域ＫＲの輪郭形状が構造欠陥ＫＫの輪郭形状と略相似形となるようにすることも考えられる。このとき、欠陥輪郭からの離間距離を、面欠陥、線欠陥及び点欠陥の順に、大、中、小とすることが考えられる。
【００２８】
応力測定手段３が欠陥領域ＫＲの応力を測定する態様としては、例えば以下の（１）及び（２）が考えられる。
【００２９】
（１）応力測定手段３が、構造欠陥検出手段２から欠陥検出結果データを取得し、当該欠陥検出結果データに含まれる構造欠陥データから欠陥領域データを演算する欠陥領域演算手段を有する。
【００３０】
ここで、応力測定手段３が、構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫのうち応力を測定すべき構造欠陥ＫＫを、構造欠陥ＫＫの欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段を備えている。この構造欠陥設定手段は、構造欠陥ＫＫの欠陥情報、具体的には、構造欠陥ＫＫの種類（点欠陥、線欠陥（例えば直線状や曲線状）、面欠陥（ＳｉＣの場合は例えば直角三角形状や長方形状）等）、構造欠陥ＫＫの大きさ、構造欠陥ＫＫの形状、構造欠陥ＫＫの試料Ｗにおける位置等に応じて、前記構造欠陥検出手段２により得られた構造欠陥ＫＫの中で応力の測定を行う構造欠陥ＫＫを設定する。そして、応力測定手段３の欠陥領域演算手段が、構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥ＫＫの構造欠陥データから欠陥領域データを演算する。
【００３１】
なお、構造欠陥設定手段は、予め入力された欠陥情報に基づく設定条件によって構造欠陥ＫＫを設定するものであっても良いし、前記欠陥情報に基づいて応力を測定すべき構造欠陥ＫＫとしてユーザが指定した構造欠陥指定信号を受け付けて、当該構造欠陥指定信号が示す設定条件によって構造欠陥ＫＫを設定するものであっても良い。
【００３２】
そして、応力測定手段３が、当該欠陥領域データが示す欠陥領域ＫＲにレーザ光Ｌを走査しながら照射し、それにより生じるラマン散乱光ＲＭを分光分析し、その結果得られたラマンスペクトルから試料Ｗの応力を測定する。このとき、構造欠陥検出手段２及び応力測定手段３がそれぞれ専用の制御装置を有していることにより、上記の欠陥検出データの送受信等を行うことが考えられる。その他、ＵＳＢ等の外部メモリを介して欠陥検出結果データのやり取りを行うように構成しても良い。また、応力測定手段３の専用の制御装置により構造欠陥設定手段及び欠陥領域演算手段が構成される。専用の制御装置は、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、キーボード等の入力手段、ディスプレイ等の出力手段等の有する専用乃至汎用のコンピュータである。
【００３３】
（２）応力測定手段３が、情報処理手段４を介して、前記構造欠陥検出手段２により得られた構造欠陥データから演算された欠陥領域データを取得する。
【００３４】
なお、情報処理手段４は、構造欠陥検出手段２から欠陥検出結果データを取得して、当該欠陥検出結果データに含まれる構造欠陥データから欠陥領域データを演算する欠陥領域演算手段を有し、当該欠陥領域演算手段により演算された当該欠陥領域データを応力測定手段３に送信する。
【００３５】
ここで、情報処理手段４が、構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫのうち応力を測定すべき構造欠陥ＫＫを、構造欠陥ＫＫの欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段を備えている。この構造欠陥設定手段は、構造欠陥ＫＫの欠陥情報、具体的には、構造欠陥ＫＫの種類（点欠陥、線欠陥（例えば直線状や曲線状）、面欠陥（ＳｉＣの場合は例えば直角三角形状や長方形状）等）、構造欠陥ＫＫの大きさ、構造欠陥ＫＫの形状、構造欠陥ＫＫの試料Ｗにおける位置等に応じて、前記構造欠陥検出手段２により得られた構造欠陥ＫＫの中で応力の測定を行う構造欠陥ＫＫを設定する。そして、情報処理手段４の欠陥領域演算手段が、構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥ＫＫの構造欠陥データから欠陥領域データを演算して、当該欠陥領域データを応力測定手段３に送信する。
【００３６】
そして、応力測定手段３が、当該欠陥領域データが示す欠陥領域ＫＲにレーザ光Ｌを照射し、それにより生じるラマン散乱光ＲＭを分光分析し、その結果得られたラマンスペクトルから試料Ｗの応力を測定する。このとき、情報処理手段４が、構造欠陥検出手段２及び応力測定手段３の中央制御装置として機能することが考えられる。また、情報処理手段４により構造欠陥設定手段及び欠陥領域演算手段が構成される。情報処理手段４は、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、キーボード等の入力手段、ディスプレイ等の出力手段等の有する専用乃至汎用のコンピュータである。
【００３７】
なお、構造欠陥検出手段２による構造欠陥検出工程における試料Ｗへの電子線Ｅの照射及び応力測定手段３による応力測定工程における試料Ｗへのレーザ光Ｌの照射は、ステージ手段５により試料ＷをＸＹ方向に移動させながら行われる。なお、応力測定工程においては、応力測定手段３が欠陥領域データをステージ手段５に出力して、当該ステージ手段５が当該欠陥領域ＫＲにレーザ光Ｌが照射されるように試料Ｗを移動させる。その他、情報処理手段４がステージ手段５を制御することによりレーザ光Ｌが欠陥領域ＫＲに照射されるようにしても良い。
【００３８】
また、本実施形態では、構造欠陥検出工程と応力測定工程とが異なる位置で行われることから、ステージ手段５は、構造欠陥工程が終了した後に、試料Ｗを応力測定工程が行われる位置に移動させる。なお、ステージ手段５が構造欠陥検出手段２及び応力測定手段３それぞれに別個に設けられている場合には、欠陥検出工程が終了した試料Ｗを、搬送手段又はユーザにより移動させるようにしても良い。
【００３９】
また情報処理手段４は、応力測定手段３から物理情報データである応力測定結果データを取得して、応力測定結果を用いて構造欠陥ＫＫの良否を判断可能に出力するものである。ここで、構造欠陥ＫＫの良否とは、試料（例えば半導体ウエハ）を加工して得られる加工品（例えば半導体デバイス）の性能を劣化させる構造欠陥であるか否かを基準に判断されるものである。なお、装置構成としては、例えばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、キーボード等の入力手段、ディスプレイ等の出力手段等の有する専用乃至汎用のコンピュータである。そしてこの情報処理手段４は、メモリの所定領域に試料分析プログラムがインストールされることによって以下の処理を実行する。
【００４０】
具体的にこの情報処理手段４は、前記応力測定手段３から取得応力測定結果データに含まれる応力データが示す応力又は当該応力データに関連する応力関連値データが示す応力関連値と、予めメモリに格納されている所定の閾値とを比較する。なお、所定の閾値とは、応力と比較する場合には当該応力用の閾値であり、応力関連値と比較する場合には当該応力関連値用の閾値である。また、情報処理手段４は、応力又は応力関連値と所定の閾値との比較により、構造欠陥検出手段２により得られた構造欠陥ＫＫを弁別する。つまり、当該構造欠陥ＫＫが、所定の閾値よりも大きい場合には、半導体デバイスのデバイス性能を劣化させる又はその劣化が許容範囲外である「悪性欠陥」とし、所定の閾値よりも小さい場合には、半導体デバイスのデバイス性能を劣化させない又はその劣化が許容範囲内である「良性欠陥」として、２種類の欠陥に弁別する。そして、情報処理手段４は、このように弁別した結果をディスプレイ上に表示して、当該結果を見たユーザが構造欠陥ＫＫの良否を判断可能にする。
【００４１】
なお、所定の閾値は、構造欠陥ＫＫの欠陥情報によって不良欠陥と判断するための応力が異なることから、構造欠陥ＫＫの種類（点欠陥、線欠陥（例えば直線状や曲線状）、面欠陥（ＳｉＣの場合は例えば直角三角形状や長方形状）等）、構造欠陥ＫＫの大きさ、構造欠陥ＫＫの形状、構造欠陥ＫＫの試料Ｗにおける位置等に応じて閾値を異ならせるようにしても良い。また、これらの閾値は予めユーザが設定しメモリに記憶させていても良いし、構造欠陥検出手段２の検出結果を画面上等で見たユーザが入力手段を用いて設定するものであっても良い。
【００４２】
このように構成した本実施形態に係る試料分析装置１００によれば、構造欠陥検出手段２が構造欠陥ＫＫを検出するだけでなく、構造欠陥設定手段により応力を測定すべき構造欠陥ＫＫを欠陥情報に基づいて設定して、応力測定手段３が設定された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲの応力を測定するので、構造欠陥検出手段２により構造欠陥ＫＫを検出するだけでは判断がつかない加工品性能を劣化させる欠陥か否かを判断することができる。例えば、応力集中が大きい構造欠陥ＫＫは加工品の性能を劣化させる欠陥（悪性欠陥）であると判断することができ、応力集中が小さい構造欠陥ＫＫは加工品の性能を劣化させない欠陥（良性欠陥）ではないと判断することができる。これにより、加工品の歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。また、応力測定手段３による応力測定を、構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲに局所的に行うため、試料分析の時間を短縮させることができる。特に、ラマン分光分析法を用いた応力測定手段３では、その他の測定装置に比べて測定時間がかかってしまうため、本実施形態のように欠陥領域ＫＲを局所的に応力測定するものにおいて、その効果が顕著となる。
【００４３】
さらに、情報処理手段４が前記応力測定結果を用いて構造欠陥ＫＫの良否を判断可能に出力しているので、ユーザが構造欠陥検出手段２により構造欠陥ＫＫを検出するだけでは判断がつかない加工品性能を劣化させる欠陥か否かをより一層容易に判断することができる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４５】
例えば、情報処理手段は、欠陥検出結果データに含まれる画像データを表示する欠陥表示画面及び応力測定結果データに含まれる画像データを表示する応力表示画面をディスプレイ上に同時に並列表示することによって、ユーザが構造欠陥の良否を判断可能するものであっても良い。また、それら欠陥表示画面及び応力表示画面をディスプレイ上に切り替えて表示するようにしても良い。その他、応力表示画面のみをディスプレイ上に表示するようにしても良い。
【００４６】
また、前記（１）には、応力測定手段が構造欠陥設定手段及び欠陥領域演算手段を有する場合、前記（２）には、情報処理装置が構造欠陥設定手段及び欠陥領域演算手段を有する場合を示したが、構造欠陥検出手段が構造欠陥設定手段及び欠陥領域演算手段を有するものであっても良い。その他、構造欠陥設定手段を応力測定手段により構成し、欠陥領域演算手段を情報処理手段により構成する等、構造欠陥設定手段及び応力測定手段それぞれを別個のものから構成しても良い。また、構造欠陥設定手段及び応力測定手段をその他の制御装置により構成しても良い。
【００４７】
さらに、応力測定手段３は、図３に示すように、構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲ以外の領域の応力を測定するように構成しても良い。これならば、構造欠陥検出手段２が構造欠陥ＫＫを検出するだけでなく、応力測定手段３が当該構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲ以外の領域の応力を測定しているので、構造欠陥検出手段２では検出されない構造欠陥ＫＫ又はその他の欠陥を応力測定手段３より得られる応力測定結果により判断することができる。例えば構造欠陥ＫＫとしては現れていないものの、何らかの理由により応力集中が生じており、当該応力集中によって加工品の性能が劣化すると判断することができる。これにより、加工品の歩留まりを向上させることができるといった効果を奏する。また、構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲ以外の領域の応力測定を行うことから、試料全体の応力測定を行う必要が無く、試料分析の時間を短縮させることができる。
【００４８】
この場合であっても、前記実施形態と同様にして、構造欠陥設定手段により応力測定から除外する構造欠陥ＫＫを当該欠陥情報に基づいて設定し、当該構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲ以外の領域を応力測定手段３により応力測定するようにしても良い。
【００４９】
また、前記実施形態では、ラマン分光測定装置が、試料Ｗの応力を測定するものであったが、その他の試料Ｗの膜厚、屈折率又は組成等の物理情報を測定するものであっても良い。
なお、物理情報測定手段３としては、ラマン分光分析法を用いたものに限られず、その他、試料Ｗに赤外光を照射して分光分析し、その結果得られた赤外吸収スペクトルから試料Ｗの物理情報を測定する赤外分光法を用いた測定装置であっても良いし、試料Ｗに紫外光を照射して分光分析し、その結果得られた紫外可視吸収スペクトルから試料Ｗの物理情報を測定する紫外可視分光法を用いた測定装置であっても良い。また、Ｘ線を試料Ｗに照射した時に発生する蛍光Ｘ線のエネルギ又は強度から、試料Ｗの物理情報を測置する蛍光Ｘ線分析法を用いた測定装置であっても良い。
【００５０】
また、試料分析装置１００は、複数の異なる構造欠陥検出手段２を備えるものであっても良い。例えば、試料分析装置１００は、第１構造欠陥検出手段２１と、当該第１構造欠陥検出手段２１とは異なる第２構造欠陥検出手段２２とを備えるものであっても良い。ここで、第１構造欠陥検出手段２１又は第２構造欠陥検出手段２２は、フォトルミネッセンス測定装置、エレクトロルミネッセンス測定装置、カソードルミネッセンス測定装置又はレーザ散乱光測定装置等であることが考えられる。具体的には、第２構造欠陥検出手段２２をカソードルミネッセンス測定装置２２とした場合は、当該カソードルミネッセンス測定装置２２よりも測定速度の速いレーザ散乱光測定装置２１を第１構造欠陥検出手段２１とすることが考えられる。
【００５１】
具体的に試料分析装置１００は、第１構造欠陥検出手段であるレーザ散乱光測定装置２１と、第２構造欠陥検出手段であるカソードルミネッセンス測定装置２２と、レーザ散乱光測定装置２１により検出された構造欠陥ＫＫのうちカソードルミネッセンス測定装置２２により測定すべき構造欠陥ＫＫを、前記構造欠陥ＫＫの欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段を有する情報処理手段４とを備え、カソードルミネッセンス測定装置２２が、前記構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲを測定するものであっても良い。これならば、測定速度の速いレーザ散乱光測定装置２１で試料Ｗの全体を測定し、測定速度の遅いカソードルミネッセンス測定装置２２は構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲのみを局所的に測定するので、構造欠陥ＫＫの検出精度を落とさずに、試料分析の時間を短縮させることができる。
【００５２】
さらに、試料分析装置１００は、第１構造欠陥検出手段であるレーザ散乱光測定装置２１と、第２構造欠陥検出手段であるカソードルミネッセンス測定装置２２と、レーザ散乱光測定装置２１により検出された構造欠陥ＫＫのうち物理情報を測定すべき構造欠陥ＫＫを、前記構造欠陥ＫＫの欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段を有する情報処理手段４とを備え、レーザ散乱光測定装置２１が、検出された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲを設定し、カソードルミネッセンス測定装置２２が、欠陥領域ＫＲ以外の領域において試料の構造欠陥ＫＫを検出するものであっても良い。これならば、レーザ散乱光測定装置２１により構造欠陥ＫＫが検出されなかった領域のみをカソードルミネッセンス測定装置２２により測定するので、試料分析の時間を短縮させることができる。また、欠陥領域ＫＲ以外の領域を、測定原理の異なるレーザ散乱光測定装置２１とカソードルミネッセンス測定装置２２とにより測定することになるので、レーザ散乱光測定装置２１が検出できなかった構造欠陥ＫＫをカソードルミネッセンス測定装置２２により検出することができ、試料Ｗにおける構造欠陥ＫＫの検出精度をさらに高めることができる。
【００５３】
加えて、試料分析装置１００は、第１構造欠陥検出手段であるレーザ散乱光測定装置２１と、第２構造欠陥検出手段であるカソードルミネッセンス測定装置２２と、応力測定手段３と、レーザ散乱光測定装置２１又はカソードルミネッセンス測定装置２２により検出された構造欠陥ＫＫのうち物理情報を測定すべき構造欠陥ＫＫを、前記構造欠陥ＫＫの欠陥情報に基づいて設定する構造欠陥設定手段を有する情報処理手段４とを備え、応力測定手段３が、前記構造欠陥設定手段により設定された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲの物理情報を測定するものであっても良い。ここで、欠陥領域ＫＲとは、レーザ散乱光測定装置２１により検出された構造欠陥ＫＫのみを含むものであっても良いし、カソードルミネッセンス測定装置２２により検出された構造欠陥ＫＫのみを含むものであっても良いし、レーザ散乱光測定装置２１及びカソードルミネッセンス測定装置２２により検出された構造欠陥ＫＫを含むものであっても良い。これならば、複数の異なる構造欠陥検出手段２のうち、試料Ｗの物性等の特性又は構造欠陥ＫＫの良否の判断基準等に応じて最適な構造欠陥検出手段２を選択でき、当該最適な構造欠陥検出手段２により検出された構造欠陥ＫＫを含む欠陥領域ＫＲを設定できるので、構造欠陥ＫＫの検出精度を高めるとともに、効率良く物理情報の測定をすることができ、試料Ｗを効率良く分析することができる。
【００５４】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・試料分析装置
Ｗ    ・・・試料
ＫＫ  ・・・構造欠陥
ＫＲ  ・・・欠陥領域
２    ・・・構造欠陥検出手段
３    ・・・応力測定手段
４    ・・・情報処理手段
【図１】
2013217903.tif 000003
【図２】
2013217903.tif 000004
【図３】
2013217903.tif 000005