(57)【要約】  本発明は、発熱分布特性を通じて不良有無を確認しようとする試料を搭載する試料搭載部と、可視光を試料に照射させるための光源と、試料に周期的に発熱を引き起こすための駆動信号を発生させる電源供給部と、試料の表面から反射された光を検出する検出部と、検出部と電源供給部の駆動信号を同期化させるための信号発生器と、を含む発熱分布測定を利用した不良分析方法を提供する。
2016502082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱分布特性を通じて不良有無を確認しようとする試料を搭載する試料搭載部と、
可視光を試料に照射させるための光源と、
前記試料の不良地点で周期的な発熱を引き起こすための駆動信号を発生させる電源供給部と、
前記試料の表面から反射された光を検出する第１検出部と、
前記第１検出部と前記電源供給部の駆動信号を同期化させるための信号発生器と、を含むことを特徴とする発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項２】
制御部及び映像処理部をさらに含み、
前記制御部及び映像処理部は、試料の不良地点で温度変化による反射率変化を測定し、これを熱分布に変換することを特徴とする請求項１に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項３】
前記制御部及び映像処理部は、前記試料の不良地点で波長による熱分布を獲得することを特徴とする請求項２に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項４】
第１光分配器をさらに含み、
前記光源から出射される光を試料に伝達し、試料から伝達された光を検出部に伝達する機能を実行することを特徴とする請求項１に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項５】
前記検出部は、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍でトリガーされることを特徴とする請求項１に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項６】
第２光分配器をさらに含み、
前記試料から伝達された光を前記第２検出部に伝達する機能を実行し、前記第２検出部の前端には、分光器がさらに具備されることを特徴とする請求項１に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項７】
前記光源から出た光が選択的な波長の光を伝達するためにフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発熱分布測定を利用した不良分析装置。
【請求項８】
発熱分布特性を通じて不良有無を確認しようとする試料に可視光を照射する段階と、
前記試料に周期的に発熱を引き起こすための駆動信号を発生させるため電源を供給する段階と、
前記試料の表面から反射された光を検出し、前記検出部と電源供給部の駆動信号を同期化させるための信号を発生する段階とを含むことを特徴とする発熱分布測定を利用した不良分析方法。
【請求項９】
前記試料の反射率変化を位相ロックイン熱反射法で測定し、これを熱分布に変換する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発熱分布測定を利用した不良分析方法。
【請求項１０】
前記光源部から出射されるビームを試料部に伝達し、試料部から伝達されたビームを検出部に伝達する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発熱分布測定を利用した不良分析方法。
【請求項１１】
前記検出部は、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍でトリガーする段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発熱分布測定を利用した不良分析方法。
【請求項１２】
前記試料から伝達されたビームを利用して波長別に熱反射係数変化を算出する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発熱分布測定を利用した不良分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱分布測定を利用した不良分析装置及び方法に関し、より詳細には、半導体素子などの欠陷(または不良)により発生する局所的な発熱をサブミクロン(ｓｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ)空間分解能、非接触方式で測定し、半導体微細パターン映像と重畳して高精度に欠陷位置を追跡して分析することができる不良分析装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、半導体素子の高集積化、微細化及び製造工程の複雑さにより素子の動作に問題を発生させる多様な不良が発生している。このような不良の発生は、半導体素子の性能低下及び収率減少の原因で作用しているので、半導体素子の製造企業はこれを解決するための多い努力を実行している実情である。
【０００３】
一般的に知られた不良の原因では、マスク誤整列、不純物濃度、薄膜厚さなどウェハ内部の不均一性、ウェハ内の微小欠陷などがあり、不良の種類では、金属配線の段落、局所的抵抗増加、コンタクト抵抗異常、酸化膜のマイクロプラズマ漏洩(ｍｉｃｒｏｐｌａｓｍａ ｌｅａｋａｇｅ)、酸化膜ブレーキダウン(ｂｒｅａｋｄｏｗｎ)、素子ラッチアップ(ｌａｔｃｈ−ｕｐ)などがある。
【０００４】
ところが、最近、半導体素子の微細パターン化及び高集積化によって約１μｍ以下の大きさを有する内部欠陷、工程不良、パターン欠陷によっても大きい収率減少が発生して、収率改善を通じた生産量増加、それによる生産原価節減のために、不良分析の重要性が大きく台頭している。
【０００５】
半導体素子などの不良発生時に不良の原因を確認する作業は次のようである。まず、製造工程の完了後に素子の電気的な欠陷を確認した後、欠陷の位置を多様な非破壊方法(Ｔｈｅｒｍａｌ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ、ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ、ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙなど)を利用して数マイクロ以内の精密度で追跡する作業を実行する。以後、集中イオンビーム(ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ)を利用して欠陷で推定される地点で半導体ウェハを切断し、切断された断面を走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ)を通じて拡大して観察するか成分分析装備を利用して欠陷の原因を分析する。
【０００６】
半導体素子から発生する多くの種類の不良のうち金属配線の段落(ｍｅｔａｌ ｓｈｏｒｔ)、局所的抵抗増加(ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｏｐｅｎ)、マイクロプラズマ漏洩(ｍｉｃｒｏｐｌａｓｍａ ｌｅａｋａｇｅ)、酸化膜ブレーキダウン(ｏｘｉｄｅ ｌａｙｅｒ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ)、素子ラッチアップ(ｄｅｖｉｃｅ ｌａｔｃｈ−ｕｐ)など多い種類の不良が局所的な発熱(ｈｏｔ ｓｐｏｔ)を引き起こす。
【０００７】
したがって、半導体欠陷から発生する局所的発熱による赤外線熱放射を中赤外線(Ｍｉｄ−ｉｎｆｒａｒｅｄ、波長：３〜５μｍ)顕微鏡で検出して欠陷位置を追跡する半導体欠陷検査技術が商用化されて半導体製造企業で使用されている。
【０００８】
しかし、既存の赤外線熱画像を利用した半導体欠陷検査装備の場合、光学的回折の限界による空間分解能の物理的限界が３μｍ程度で、高集積、微細パターン半導体の不良位置追跡精密度に限界があった。
【０００９】
半導体製造工程技術の発展に従って微細パターン化、高集積化が速く進行されることによって、半導体製造企業では、精緻な不良位置追跡のために現在常用化されている欠陷検査装備より高い空間分解能を切実に要求している状況である。
【００１０】
また、既存の中赤外線熱放射検出方式ではない新しい原理、すなわち、紫外線や可視光帯域の短い波長を有する光を光学顕微鏡を通じて試料に照射して試料の局所的な発熱による反射率変化の分布を位相ロックイン熱反射法で測定することで、試料の発熱分布を測定する熱反射顕微鏡(Ｔｈｅｒｍｏ−ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ)技術が多様に報告されており、これを利用した半導体素子などの熱分布測定/分析技術が報告された。
【００１１】
例えば、ＵＳ７,１７３,２４５の「Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ(ｓｕｐｅｒ−ｒｅｓｏｌｖｅｄ) ａｃｃｏｕｐｌｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ」は、熱反射顕微鏡の基本システム、半導体素子の熱分析に関する発明を開示している。
【００１２】
また、ＵＳ７,４２９,７３５の「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ」は、熱反射顕微鏡の原理に共焦点顕微鏡原理を加えて熱映像イメージの空間分解能を向上させる発明を開示している。
【００１３】
また、ＵＳ２００９/００８４６５９の「Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｃｄ−ｂａｓｅｄ ｔｈｅｒｍｏｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ」は、熱反射顕微鏡に確率共鳴(ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ)原理を付加してｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ向上に関する発明を開示している。
【００１４】
しかし、このような特性測定方式は今まで半導体の不良分析に活用されたことがなかった。また、一部方式は試料を切断しなければならない場合があり、時間もたくさん消費されるなど相変らず多い問題点を有している。制限された個数の不良を有する半導体素子を分析する場合、試料ウェハは不正確なウェハ切断過程で不良分析が不可能な程度に損傷されることができる。この場合、不良の原因が分らないので、開発期間が大きく遅延される問題点がある。
【００１５】
また、半導体素子などの表面は、金属、誘電体、半導体物質など多様な素材が露出されることができるので、一般的な熱反射顕微鏡を活用して熱分布を測定する場合、多様な素材の熱分布を効果的に測定することも容易ではない問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、前記のような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、発熱現象を利用することができる不良分析の場合、既存に提示されたことのない新しい不良分析方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、半導体素子の欠陷から発生する局所的な発熱分布を１μｍ以下の空間分解能、非接触方式で測定するようにすることにある。
【００１８】
本発明のまた他の目的は、半導体微細パターン映像と重畳して高精度で欠陷位置を追跡・分析することができる手段を提供することにある。
【００１９】
本発明のまた他の目的は、半導体素子などに露出される多様な素材の熱分布をより効果的に測定するための手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するための本発明の第１側面は、発熱分布特性を通じて不良有無を確認しようとする試料を搭載する試料搭載部と、前記可視光を試料に照射するための光源と、前記試料の不良地点で周期的な発熱を引き起こすための駆動信号を発生させる電源供給部と、前記試料の表面から反射された光を検出する第１検出部と、前記検出部と電源供給部の駆動信号を同期化させるための信号発生器と、を含む発熱分布測定を利用した不良分析装置を提供する。
【００２１】
好ましくは、制御部及び映像処理部をさらに含み、制御部は、試料の不良地点で温度変化による反射率変化を位相ロックイン熱反射法で測定し、これを熱分布に変換する。また、制御部及び映像処理部は、波長による熱分布を獲得することで試料の不良地点で熱分布を一番適切に観察することができる波長範囲を導出する。
【００２２】
本発明の分析装置は、第１光分配器をさらに含むことができ、前記光源部から出射されるビームを試料部に伝達し、試料部から伝達されたビームを検出部に伝達する機能を実行する。
【００２３】
検出部は、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍でトリガーされることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の分析装置は、第２光分配器をさらに含み、前記試料部から伝達されたビームを第２検出部に伝達する機能を実行し、第２検出部の前端には、分光器がさらに具備されることができる。
【００２５】
本発明の第２側面は、発熱分布特性を通じて不良有無を確認しようとする試料に可視光を照射する段階と、前記試料の不良地点で周期的な発熱を引き起こすための駆動信号を発生させるために電源を供給する段階と、前記試料の表面から反射された光を検出し、前記検出部と電源供給部の駆動信号を同期化させるための信号を発生する段階と、を含む発熱分布測定を利用した不良分析方法を提供する。
【００２６】
好ましくは、前記試料の不良地点で温度変化による反射率変化を位相ロックイン熱反射法で測定し、これを熱分布に変換する段階をさらに含む。
【００２７】
好ましくは、前記試料部から伝達されたビームを利用して熱反射係数の波長依存度を測定して最適波長を算出する段階をさらに含む。
【００２８】
また、前記光源部から出射されるビームを試料部に伝達し、試料部から伝達されたビームを検出部に伝達する段階をさらに含む。
【００２９】
また、検出部は、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍でトリガーする段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３０】
上述したような発明によれば、精緻な不良位置追跡のために、現在常用化されている欠陷検査装備より高い空間分解能を有する欠陷検査装備を提供することができる。
【００３１】
また、熱反射顕微鏡に分光イメージング装置を具備して試料の物質、構造によって異なる熱反射係数の波長依存度測定、これを通じた最適波長選択、そして最適波長を利用した試料の発熱映像を高分解能、高感度で測定することで、高精度で半導体欠陷位置を追跡、分析することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の一実施例による不良分析装置の構成を示した概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例によって不良分析位置に対して熱分布を測定したイメージである。
【図３】図３は、半導体素子の光の干渉効果により波長別に熱反射係数が変化する一例を示したグラフである。
【図４】図４は、本発明による熱分布イメージと常用化された他の装備による半導体欠陷検査装備の比較イメージである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、下記に例示する本発明の実施例は、多様な形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例により限定されるものではない。本発明の実施例は、当業界で通常の知識を有した者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００３４】
図１は、本発明の一実施例による不良分析装置の構成を示した概略図である。
【００３５】
図１を参照すれば、本発明の一実施例による不良分析装置は、光源部１００と、試料部２００と、第１検出部３００と、制御部及び映像処理部４００と、電源供給部５００と、信号発生器６００と、ロックイン相関器(Ｌｏｃｋ−ｉｎ ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ)(図示せず)と、第１光分配器２３７と、各種レンズ２３３、２３５、２３９と、を含んで構成される。一方、本発明には、追加で第２光分配器２５０、分光器２６５及び第２検出部３１０を具備することができる。追加される部分は、試料の温度変化による反射率変化の波長依存度の測定において、波長別に分光器２６５を通じて第２検出部３１０で検出を実行し、試料別に最適波長を選択するための部分である。この部分は、本発明の必須な部分ではないが、不良分析時に一層効果的な役目の実行を可能とする。これに対する詳しい説明は、後述する。
【００３６】
光源１００は、可視光波長領域で多数の波長を有する光線が混合された光を提供する光源である。その種類では、多重光線を有する白色光、ＬＥＤ、固体光源など一般的に広い波長線幅を得ることができる光源と一緒に一定波長のみを選択する波長フィルタ(図示せず)を含むか、線幅が約１０ｎｍ〜５０ｎｍ以内の特定線幅を有するＬＥＤなどを利用することができる。光源１００の出射領域には、光源を平行ビームで出射するための視準レンズ２３９を含むことができる。
【００３７】
第１及び第２検出部３００、３１０は、ＣＣＤ(ｃｈａｒｇｅｄ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ)、フォトディテクタ、ＡＰＤ(ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ)、ＰＭＴ(ｐｈｏｔｏ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ)を含む光信号検出器が多数個配列されて構成されることができる。
【００３８】
一方、第１光分配器２３７は、光源部１００から出射されるビームを試料部２００に伝達し、試料部２００から伝達されたビームを第１検出部３００に伝達する機能を実行する。第１光分配器２３７は、発熱温度分布測定に直接的に必要ではないので選択的に除去できる構成である。第２光分配器２５０は、試料から伝達されるビームを第１検出部３００と第２検出部３１０に分配する役目を実行する。
【００３９】
制御部及び映像処理部４００は、電源供給部５００、第１及び第２検出部３００、３１０と電源供給部５００の駆動信号と同期化させるための信号発生器６００、そして測定された信号処理部(図示せず)を含むハードウェアとソフトウェアで構成される。本発明のシステム制御部及び映像処理部４００の連結線は、概略的に示したことで、実際具現においては検出部、真空チャンバ、光源などとの連結を通じてこれらを制御する機能を含むように具現することができる。
【００４０】
制御部及び映像処理部４００は、第２検出部３１０と連結されて同期化されることが可能であり、同期化させない方式も可能である。このような方式について説明する。試料の各位置(表面物質)別に熱反射係数の波長依存度を測定する時には、試料全面に温度変化を与えてその温度変化による反射率変化の波長依存度を測定することができる。この時、試料全面の温度変化は、試料が付着されている熱電素子(ＴＥＣ：ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｏｌｅｒ)を利用して温度を変化させることができる。このように温度変化による反射率変化の波長依存度の測定時に位相ロックイン熱反射法を使用することができ、各々の温度で(例えば、２０度、３０度、４０度等々)多数枚のイメージを得て平均を取る方式を使用してもよい。前者の場合、熱電素子の駆動信号と第２検出部の同期化が必要であり、後者の場合は、同期化が不必要である。
【００４１】
本発明の実施例によれば、発熱分布を有する対象物に電気的信号を印加し、同時に可視光照明を光学顕微鏡及び透明ウィンドウを通じて対象物に照射して反射された光の分布を、例えば、ＣＣＤカメラで検出することで、対象物の発熱分布による反射率分布を位相ロックイン熱反射法で測定して対象物の発熱分布を測定する。
【００４２】
より具体的に説明すれば、試料は、特定周波数(ｆ)により温度モジュレーションされるが、電源供給部５００により周期的に加熱と冷却が繰り返されるように周期的な駆動信号を印加するように構成される。例えば、試料には電源供給部５００により周期的に変わる電流または電圧を印加することも可能である。このような周期的な加熱と冷却の駆動信号により試料の周期的な温度変化が発生する。この場合、第１検出部３００であるＣＣＤでは、試料から反射された光を検出することができる。第１検出部３００であるＣＣＤは、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍で(例えば、２倍以上)トリガー(ｔｒｉｇｇｅｒ)され、これを通じて試料の温度−モジュレーションの周期内で複数回(例えば、２倍以上)のイメージを確保することができる。ＣＣＤを通じて確保されたデータは、制御部及び映像処理部４００に送付されてデータ処理される。
【００４３】
信号発生器６００は、試料を特定周波数により温度−モジュレーションさせると共に、第１検出部３００のＣＣＤは、試料を温度−モジュレーションさせる周期の複数倍で(例えば、２倍以上)トリガー(ｔｒｉｇｇｅｒ)するために同期化させる作業を実行する機能をする。
【００４４】
本発明の上述した方式によれば、下記式１により温度の変化量は、反射率の変化率に比例する関係式を有するようになり、この場合、ｋは、熱反射係数で１０−２〜１０−５程度の値を有する。すなわち、反射率の変化を通じて発熱温度分布を測定することができる。
【００４５】
【数１】
2016502082.tif 000003
【００４６】
相対的な反射率変化(ΔＲ/Ｒ)は、温度変化(ΔＴ)に比例(ΔＲ/Ｒ ＝ ｋΔＴ)するので、測定された結果は、試料の種類による相対的な熱分布情報を示す。
【００４７】
本発明では、半導体製造工程での半導体基板上に形成された各種金属、誘電膜、半導体膜などの物質の発熱特性を測定して不良を分析しようとする場合、各物質は適切な波長帯域を異にする性格を有する。したがって、測定しようとする物質や領域によって適切な波長帯域を異にすることが好ましい。一定なパターンが形成された半導体基板を持続的にモニタリングする場合は、予め適切な波長帯域を選択し、これを持続的に活用する。また、適切な波長帯域が分からない対象物を測定する場合は、分光器２６５と第２検出部３１０を活用することが効果的である。
【００４８】
例えば、適切な波長帯域が分からない対象物を測定する場合は、分光器２６５と第２検出部３１０を活用して試料の熱分布情報を確認し、波長領域別に実行する。この場合は、第２光分配器２５０を活用して分光器２６５と第２検出部３１０に光源を伝達した後、分光器を活用して波長別に熱分布イメージを求めることができる。
【００４９】
このような一連の作業を進行した後、対象物(または対象物の特定領域)による適切な波長帯域が算出されると、これを利用して対象物を該当波長帯域で測定する。一方、適切な波長の選択は、光源１００の内部または前端部にフィルタなどを活用することも可能である。
【００５０】
図２は、本発明の一実施例によって不良分析位置に対して熱分布を測定したイメージである。
【００５１】
すなわち、図２は、上述の方法のテストのために製作されたマイクロ−抵抗素子の発熱分布を測定したイメージとして、金属電極とポリシリコン(ｐｏｌｙ−Ｓｉ)抵抗の間の界面に存在する多数個の欠陷による局所的発熱(ｈｏｔ ｓｐｏｔ)を高分解能で検出可能であることを示している。また、図２の空間分解能が１μｍ以下を有することを示している。
【００５２】
したがって、本発明の実施例による方式によれば、半導体素子の金属配線の段落、コンタクト抵抗異常などの場合に熱が発生し、これを高精度に追跡することができる。具体的な方式では、微細パターン半導体素子の欠陷から発生する局所的な発熱分布を１μｍ以下の空間分解能、非接触方式で測定し、半導体微細パターン映像と重畳して高精度に欠陷位置を追跡・分析する。
【００５３】
半導体素子の場合、試料表面を構成する物質が多様であり、大部分多層構造を有しているので、熱反射係数の波長依存度が非常に大きい。また、大部分の半導体素子表面に可視光に透明な保護膜(ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ)が形成されているので、光の波長によって熱反射係数の値が急激に変化する特性がある。例えば、数ナノメートル(ｎａｎｏｍｅｔｅｒ)の保護膜の厚さ変化によっても熱反射係数の値は急激に変化する。したがって、試料の熱反射測定に使用される光の波長によって、熱反射係数値が０に近接する波長を有する光を使用する場合、発熱分布測定が不可能な場合があり、反対に熱反射係数が最大である波長の光を使用する場合、高感度の発熱分布測定が可能になる。
【００５４】
したがって、熱反射顕微鏡を利用した高感度、高分解能の半導体欠陷検査のために、各試料ごとに最大の熱反射係数を有する最適波長選択が必須に必要であり、この時、κは、熱反射係数として試料の温度変化による反射率変化の測定に使用される光の波長、試料物質の種類、多層構造を有する試料の場合、多層構造内で発生する光の干渉効果により層を構成する物質種類だけではなく層の厚さによってその値が変わる。
【００５５】
図３は、半導体素子の光の干渉効果により波長別に熱反射係数が変化する一例を示したグラフとして、ＳｉＮｘ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ/Ｐｏｌｙ−Ｓｉ/ ＳｉＯ２/Ｓｉ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ構造の波長による熱反射係数である。図３を参照すれば、熱反射測定に使用される光の波長によって急激に熱反射係数が変わることがわかり、熱反射係数値が０に近接する波長を有する場合もあることを確認することができる。
【００５６】
一方、熱反射顕微鏡システムで、第２光分配器、反射鏡、受光レンズ、分光映像装置(Ｓｐｅｃｔｒａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ)を具備して試料表面から反射された光のスペクトラムを測定する。また、試料の温度を変化させながら試料表面で相対的な反射率変化のスペクトラム、１/Ｒ  ｄＲ/ｄＴ(λ)を測定すれば、熱反射係数の波長依存度、κ(λ)を測定することができる。
【００５７】
図４は、従来技術による商用化された他の装備による半導体欠陷検査装備の比較イメージである。図４のイメージは、図２のイメージと比較するために提供する。
【００５８】
常用化された装備は、中赤外線の熱放射検出原理を利用する方式である。
【００５９】
比較結果、本発明の適用による分析装置が微細欠陷から発生する局所的発熱(ｈｏｔ ｓｐｏｔ)を高配率、高分解能で測定することができることを実験的に確認することができ、既存の赤外線熱画像を利用した常用化された半導体欠陷検査装備の場合、空間分解能の物理的限界が３μｍ程度で高集積、微細パターン半導体の不良位置追跡の精密度に限界があることで比較された。
【００６０】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施例について説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【図１】
2016502082.tif 000004
【図２】
2016502082.tif 000005
【図３】
2016502082.tif 000006
【図４】
2016502082.tif 000007
【国際調査報告】
2016502082.tif 000008
2016502082.tif 000009
2016502082.tif 000010
2016502082.tif 000011