(57)【要約】【課題】半導体基板内に存在する欠陥を、容易に、効率よく、かつ、高感度に検出する。【解決手段】側面の一部に切欠を有する中空の保持部１２に、搬送部によって半導体基板１１が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、アーム部が保持部１２の切欠を通過して、保持部１２に半導体基板１１を裏側から保持させる。そして、照射部１３によって、半導体基板１１の裏面に光１３ａが照射され、検出部１７によって、半導体基板１１の裏面から発せられる光１３ｂが検出され、測定部によって光１３ｂの強度が測定される。【選択図】図１
2009099820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面の一部に切欠を有する中空の保持部と、
半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、前記アーム部が前記保持部の切欠を通過して、前記保持部に前記半導体基板を裏側から保持させる搬送部と、
前記保持部により裏側から保持された前記半導体基板の裏面に光を照射する照射部と、
前記光の照射により前記半導体基板の裏面から発せられる光を検出する検出部と、
前記検出部により検出された光の強度を測定する測定部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記半導体基板上に、半導体素子が形成されていることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
あらかじめ測定した無欠陥の半導体基板の光の強度を保持する記憶部をさらに有し、
前記測定部により測定された前記光の強度と、前記無欠陥の半導体基板の光の強度との差を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
【請求項４】
半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、前記アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、前記保持部に前記半導体基板を裏側から保持させる搬送ステップと、
前記保持部により裏側から保持された前記半導体基板の裏面に光を照射する照射ステップと、
前記光の照射により前記半導体基板の裏面から発せられる光を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された光の強度を測定する測定ステップと、
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項５】
半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、前記アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、前記保持部に前記半導体基板を裏側から保持させる搬送ステップと、前記保持部により裏側から保持された前記半導体基板の裏面に光を照射する照射ステップと、前記光の照射により前記半導体基板の裏面から発せられる光を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された光の強度を測定する測定ステップと、を有する検査ステップを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検査装置、検査方法および半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板の検査装置、検査方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、その製造などにおいて、絶縁膜中や配線中に点欠陥や転位などの様々な欠陥が生じてしまう。このような欠陥は、半導体装置の故障などの原因となり、信頼性の低下へとつながる。そこで、半導体装置中の欠陥を検査するために、電子、光などをプローブとした色々な解析方法が考案されている。
【０００３】
最も一般的な方法として、プローブに電子を用いた電子顕微鏡観察がある。この方法によれば、異常個所を直接的に観察することができる。
一方、プローブに光を用いた方法として、ＯＢＩＣ（Optical Beam Induced Current）法やＯＢＩＲＣＨ（Optical Beam Induced Resistivity CHange）法がある。
【０００４】
ＯＢＩＣ法は、逆バイアスを印加させた半導体装置に光を照射し、当該光照射によって生じた電子・正孔の流れを観測するものである。そして、測定した電流値から、ｐｎ接合部の電圧分布を解析する。ここで、半導体装置内の絶縁膜に不良や、接合層に欠陥が存在すると、電圧分布が異常をきたすことが知られている。この電圧分布を測定することにより、半導体装置内の欠陥の有無を判断することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
ＯＢＩＲＣＨ法は、ＯＢＩＣ法と同様に逆バイアスを印加させた半導体装置に光を照射し、当該光照射によって生じた電子・正孔の流れから抵抗の変化を観測するものである。こちらも半導体装置内の欠陥の有無を判断することができる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
このように、ＯＢＩＣ法やＯＢＩＲＣＨ法は、半導体装置内の微細な欠陥を検出するのに優れており、故障・不良解析の有効な手段として利用されている。
【非特許文献１】Haraguchi Koshi., “Microscope Optical Beam Induced Current Measurements and their Application",  HYPERLINK "http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentCon.jsp?punumber=1120" Instrumentation and Measurement Technology Conference, 1994. Conference Proceedings 10th Anniversary Advanced Technologies in I & M., 1994, IEEE, P693-699
【非特許文献２】Phang J. C. H., et al., "A review of laser induced techniques for microelectronic failure analysis", Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits, 2004, IPFA 2004. Proceedings of 11th International Symposium on the Volume, Issue, 5−8, July, 2004, p255−261
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のＯＢＩＣ法やＯＢＩＲＣＨ法は、分析試料（被検体）に逆バイアスを印加する必要があるため、逆バイアス印加用の配線が必要である。このため半導体装置を製造する工程において、任意の時点で分析することは不可能である。主に、半導体装置の製造が完了したものが分析の対象となっている。半導体装置の製造が完了してから欠陥を検出していたのでは、大量の不良品を工程内で保有してしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、半導体基板内に存在する欠陥を、容易に、効率よく、かつ、高感度に検出する検査装置、検査方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すように、側面の一部に切欠を有する中空の保持部１２と、半導体基板１１が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、アーム部が保持部１２の切欠を通過して、保持部１２に半導体基板１１を裏側から保持させる搬送部と、保持部１２により裏側から保持された半導体基板１１の裏面に光１３ａを照射する照射部１３と、光１３ａの照射により半導体基板１１の裏面から発せられる光１３ｂを検出する検出部１７と、検出部１７により検出された光１３ｂの強度を測定する測定部と、を有することを特徴とする検査装置１０が提供される。
【００１０】
このような検出装置によれば、側面の一部に切欠を有する中空の保持部に、搬送部によって半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部が下降させられて、アーム部が保持部の切欠を通過して、保持部に半導体基板を裏側から保持させる。そして、照射部によって、半導体基板の裏面に光が照射され、検出部によって、半導体基板の裏面から発せられる光が検出され、測定部によって光の強度が測定される。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、前記アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、前記保持部に前記半導体基板を裏側から保持させる搬送ステップと、前記保持部により裏側から保持された前記半導体基板の裏面に光を照射する照射ステップと、前記光の照射により前記半導体基板の裏面から発せられる光を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された光の強度を測定する測定ステップと、を有することを特徴とする検査方法が提供される。
【００１２】
このような検査方法によれば、半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、保持部に半導体基板が裏側から保持され、半導体基板の裏面に光が照射され、光の照射により半導体基板の裏面から発せられる光が検出され、光の強度が測定される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、前記アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、前記保持部に前記半導体基板を裏側から保持させる搬送ステップと、前記保持部により裏側から保持された前記半導体基板の裏面に光を照射する照射ステップと、前記光の照射により前記半導体基板の裏面から発せられる光を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された光の強度を測定する測定ステップと、を有する検査ステップを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１４】
このような半導体装置の製造方法によれば、半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させて、アーム部が側面の一部に切欠を有する中空の保持部の切欠を通過して、保持部に半導体基板が裏側から保持され、半導体基板の裏面に光が照射され、光の照射により半導体基板の裏面から発せられる光が検出され、光の強度が測定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、側面の一部に切欠を有する中空の保持部に、搬送部が、半導体基板が配置された搬送板に連接させたアーム部を下降させ、アーム部が保持部の切欠を通過して、保持部に半導体基板を裏側から保持させる。そして、照射部が半導体基板の裏面に光を照射して、検出部が、半導体基板の裏面から発せられる光を検出して、測定部が光の強度を測定するようにした。これにより、半導体基板内に存在する欠陥を、容易に、効率よく、かつ、高感度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態として、図面を参照しながら説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、第１の実施の形態における検査装置の要部模式図である。
検査装置１０は、半導体基板１１を保持する保持部１２、半導体基板１１に光１３ａを照射する照射部１３、半導体基板１１から発せられる光１３ｂをスリット１５およびフィルタ１６を介して検出する検出部１７、および装置制御部１８を備えている。
【００１８】
半導体基板１１は、例えば、半導体チップとして個片化する前のウェハ状態にある半導体装置である。さらに、半導体装置は、シリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などで構成される半導体基板（ウェハ基板）に、トランジスタ、コンデンサ、多層配線などで構成される半導体素子が縦横に形成されている。そして、例えば、３００ｎｍ口径の半導体基板１１が保持部１２に設置されている。
【００１９】
保持部１２は、中空の筒状をなしており、側面の一部に切欠が形成されている。そして、保持部１２は、上述のように、被検体である半導体基板１１を裏側から保持している。さらに、保持部１２は、光１３ａに対向する方向（図中のＺ方向）と、当該Ｚ方向に対し、垂直方向（図中のＸ，Ｙ方向）の３次元の範囲で自由に移動できるようになっている。なお、保持部１２の詳細については後述する。
【００２０】
照射部１３は、その光源として、例えば、アルゴン（Ａｒ）イオンレーザー（波長：約３６４ｎｍ）やＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet：イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザー（波長：約１０６４ｎｍ）の他、波長が約４７３ｎｍ、約５３２ｎｍ、約５２７ｎｍ、約６４８ｎｍ、約１０４７ｎｍ、約１０５３ｎｍの半導体レーザーが用いられる。また、照射部１３は、必要に応じて、複数の照射系を具備することができる。例えば、ＡｒイオンレーザーおよびＹＡＧレーザーや、波長が約４７３ｎｍ、約５３２ｎｍ、約５２７ｎｍ、約６４８ｎｍ、約１０４７ｎｍ、約１０５３ｎｍの半導体レーザーを具備することができる。そして、照射部１３から出射した光１３ａを必要に応じて設置した反射板１４により反射させる。また、非特許文献２に示されているようにＳｉ中へドーピングした不純物濃度とＳｉの厚さによって透過率が変わる（図４で後述）。この公知の透過率変化を参考にして照射する光の波長を選択することにより、Ｓｉへの光の侵入をコントロールすることが可能である。その一例を以下に記載する。１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度の不純物をドーピングしたＳｉへの光の侵入長を透過率から求めると、約１μｍ（照射する光の波長は約５００ｎｍ）、約１００μｍ（照射する光の波長は約９６７ｎｍ）、約２００μｍ（照射する光の波長は約１０１８ｎｍ）、約５００μｍ（照射する光の波長は約１０５７ｎｍ）、である。これら光の侵入長と基板厚さを考慮して、上述のような波長が異なる複数のレーザーを選択することにより、散乱やフォトルミネッセンスの強度の変化から決定する欠陥の深さ位置を決定できる。
【００２１】
反射板１４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のいずれかを軸に３次元の範囲で自由に回転でき、光１３ａの半導体基板１１に対する入射角度を可変できるように構成されている。反射板１４で反射された光１３ａが、保持部１２によって裏側から保持される半導体基板１１の裏面へ照射される。なお、半導体基板１１の一方の主面（表面側）には半導体素子のみならず、多数の金属配線が配設されている。したがって、半導体装置の表面側へ照射した光は、半導体基板１１を通過できず、半導体装置中の欠陥の検出感度が低下する。このため、半導体基板１１の裏面へ光１３ａを照射するようにしている。
【００２２】
光１３ａが照射された半導体基板１１では、光１３ａの波長に応じて、フォトルミネッセンス、照射した光の散乱、照射した光の反射が生じる。そして、半導体基板１１の裏面から光１３ｂが発せられる（詳細は後述）。光１３ｂはスリット１５およびフィルタ１６を介して、検出部１７によって検出される。なお、スリット１５およびフィルタ１６は適宜設置することができる。また、検出部１７は必要に応じて、分光機能を備えさせて、分光した光を検出するようにしてもよい。
【００２３】
このような方法で検出した半導体装置のフォトルミネッセンスや散乱光などの光の強度を、装置制御部１８内で測定する。そして装置制御部１８内で測定したデータを処理して、例えば、二次元分布などとして画像表示して出力する。なお、検出部１７が分光機能を備えてあれば、フォトルミネッセンスや散乱光などの特定波長の光の強度が装置制御部１８で画像表示される。
【００２４】
さらに、装置制御部１８は、上記のようなデータ処理などを行うだけではなく、検査装置１０全体を制御する。
例えば、装置制御部１８内には、照射部１３を制御する照射部制御手段１８ａ、スリット１５、フィルタ１６および検出部１７を制御する検出部制御手段１８ｂ、検出部１７で検出した発光データを処理して欠陥を検出するデータ処理手段１８ｃ、データを記憶する記憶手段１８ｄ、およびユーザインターフェースとなる入出力手段１８ｅとを備えている。
【００２５】
それでは、上述の保持部１２および半導体基板１１の発光について以下に説明する。
まず、保持部１２の詳細について図面を参照して説明する。
図２は、第１の実施の形態における保持部の斜視模式図である。なお、図２では、説明の便宜上、保持部１２を拡大し、保持部１２と半導体基板１１とを接触させずに図示している。
【００２６】
図２では、検査装置１０の一部を示しており、半導体基板１１を保持する保持部１２、半導体基板１１に光１３ａを照射する照射部１３、半導体基板１１から発せられる光１３ｂをスリット１５およびフィルタ１６を介して検出する検出部１７、および装置制御部（図示を省略）を備えている。ただし、図２では、反射板１４ａを新たに設置し、半導体基板１１から発せられた光１３ｂを反射板１４ａによって反射するようにしている。さらに、反射板１４ａは反射板１４と同様にＸ，Ｙ，Ｚ軸のいずれかを軸に３次元の範囲で回転し、光１３ｂのスリット１５に対する入射角度を可変できるように構成されている。なお、その他の構成は図１と同様の構成をなしているため、各構成の詳細な説明は省略する。
【００２７】
保持部１２は、上述したように、中空の筒状をなしており、側面の一部に切欠領域１２ａが形成されている。そして、保持部１２は、被検体である半導体基板１１を裏側から保持する。なお、保持部１２の材質は、半導体装置の製造工程で用いられている石英（ＳｉＯ2）や炭化シリコン（ＳｉＣ）が好ましい。また、半導体基板１１上の半導体素子などの形成領域を考慮して、保持部１２は半導体基板１１の外周から約３ｍｍ以内で保持することが好ましい。そして、保持部１２は、光１３ａに対向する方向（図中のＺ方向）と、当該Ｚ方向に対し、垂直方向（Ｘ，Ｙ方向）の３次元の範囲で移動できるようになっている。
【００２８】
このような形状をなす保持部１２を具備する検査装置１０において、半導体基板１１の搬送過程について以下に説明する。
図３は、第１の実施の形態における半導体基板の搬送過程を示す要部斜視模式図であって、（Ａ）は搬送板上への半導体基板の配置、（Ｂ）は半導体基板の保持部への搬送、（Ｃ）は半導体基板の保持部への設置をそれぞれ示している。
【００２９】
まず、図３（Ａ）に示すように、搬送板１９ａと、搬送板１９ａに一体的に形成されたアーム部１９ｂとから構成される搬送器１９にて、搬送板１９ａ上に半導体基板１１を配置する。配置の際、搬送板１９ａの配置面と半導体基板１１の裏面とが対向するようにする。なお、図３（Ａ）では搬送板１９ａに半導体基板１１を配置する直前について図示している。
【００３０】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、半導体基板１１を搬送器１９によって、保持部１２上に搬送する。この時、切欠領域１２ａ上にアーム部１９ｂが配置されるようにする。
次いで、アーム部１９ｂが切欠領域１２ａを通過するように半導体基板１１が配置された搬送器１９を下方に移動する。そして、図３（Ｃ）に示すように、半導体基板１１が裏側から保持部１２によって保持される。
【００３１】
この後、上述のように、半導体基板１１の裏側へ照射部１３によって光１３ａを照射して、照射した光１３ａによって生じた半導体基板１１から発せられる光１３ｂの強度を検出して欠陥の検査を行う。なお、搬送器１９の搬送や移動には、例えば、搬送手段（図示を省略）を設置することで実現される。
【００３２】
検査装置１０では、以上のような搬送過程を経て、半導体基板１１を保持部１２に保持させることができる。したがって、このような搬送過程は、半導体装置の製造プロセスラインへ容易に組み込むことが可能である。例えば、半導体装置の製造装置によって製造または製造途中にて、半導体基板１１を搬送器１９にて保持部１２に搬送すればよい。または、あらかじめ、搬送板１９ａ上で半導体基板１１を製造するようにしてもよい。
【００３３】
次に、半導体基板１１の裏面から発せられる光１３ｂについて説明する。
図４は、シリコンウェハ基板の透過率の波長依存性であって、（Ａ）はドープ量についての、（Ｂ）はシリコンウェハ基板の膜厚についてのグラフである。
【００３４】
図４は、シリコンウェハ基板に対して様々な波長の光を照射し、さらに、シリコンウェハ基板へのドープ量および膜厚ごとの光の透過率を示している。また、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は透過率（任意単位）を表している。
【００３５】
図４（Ａ）に示すように、シリコンウェハ基板に対して、波長が８００ｎｍ以下の光の透過率は、略０（％）である。しかし、８００ｎｍ以上においては、ドープ量に応じて、透過率が変化している。例えば、最も低ドープ量（最も高抵抗）のシリコンウェハ基板では、透過率は、Ｓｉのバンドギャップに相当する約１１５０ｎｍ付近までは増加する。その後、透過率は、略一定値を示している。また、高ドープ量（低抵抗）のシリコンウェハ基板では、透過率が約１１５０ｎｍ付近まで増加する。しかし、透過率が最大値を示した後は、減少する傾向にある。
【００３６】
そして、図４（Ｂ）に示すように、図４（Ａ）と同様に、シリコンウェハ基板に対して、波長が８００ｎｍ以下の光の透過率は、略０（％）である。しかし、８００ｎｍ以上においては、膜厚に応じて、透過率が変化している。例えば、シリコンウェハ基板は、透過率は波長が約１１５０ｎｍ付近までは増加し、その後は、透過率は減少する傾向にある。そして、シリコンウェハ基板の膜厚が薄いほど、最大値が大きいことが示されている。
【００３７】
したがって、図４から、バンド端発光の波長（約１１５０ｎｍ）付近の光は、シリコンウェハ基板に対して透明とみなすことができる。
そこで、バンド端発光に近い波長であるＹＡＧレーザー（波長：約１０６４ｎｍ）を半導体基板１１の裏面へ照射したときの半導体基板１１の発光スペクトルについて説明する。
【００３８】
照射されたＹＡＧレーザーの光は半導体基板１１内に侵入する。特に、ＹＡＧレーザーの光は、その波長（約１０６４ｎｍ）は上述のように、シリコンウェハ基板に対して透過率が高いため、半導体基板１１上に形成された半導体素子の活性層まで到達する。そして、半導体基板１１に照射されたＹＡＧレーザーの光のエネルギーは、Ｓｉのバンドギャップ（約１１５０ｎｍの波長に相当）より大きいため、価電子帯の電子が伝導帯へと励起される。電子の励起とともに、価電子帯には正孔が生成される。このようにして生成された電子と正孔とが、その後再結合して、発光し、結晶固有の波長を持つフォトルミネッセンスが生じる。
【００３９】
また、照射されたＹＡＧレーザーの光は、上述のように電子と正孔との生成および再結合を生じさせる。ところが、電子と正孔との再結合過程において、欠陥が存在すると、この欠陥はバンドギャップ中に固有の電子準位を形成し、再結合過程に影響を及ぼす。この結果、半導体基板１１はその結晶固有のフォトルミネッセンスとは異なるエネルギー（波長）の光を放出する。
【００４０】
そして、ＹＡＧレーザーの第２高調波やＡｒイオンレーザーを照射部１３に用いた場合について説明する。
これらの波長に相当するエネルギーはＳｉのエネルギーのバンドギャップより大きい。このため、上述のＹＡＧレーザーの場合と同様に、フォトルミネッセンスが生じる。しかし、図４に示したようにこれらの波長では、半導体基板１１内の深部まで侵入することはできず、半導体基板１１の裏面付近までしか侵入することができない。このため、半導体基板１１の裏面付近にてフォトルミネッセンスが生じる。
【００４１】
したがって、半導体基板１１を透過する波長と透過しない波長とを半導体基板１１に照射すると、半導体基板１１から強度の異なる光が発せられる。この光の強度の違いを検出部１７によって検出して、欠陥が回路面または基板内部にあるのかを、容易に、効率よく、高感度に識別することが可能となる。なお、この時は、検出部１７は必要に応じて分光機能を備えさせて、分光した特定波長を検出するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、ＹＡＧレーザーの光が欠陥によって散乱される場合について説明する。
図５は、ＹＡＧレーザーが照射された半導体基板の発光スペクトルである。なお、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は発光強度（任意単位）を表している。
【００４３】
図５は、検査装置１０にて、照射部１３にＹＡＧレーザーを用いて、検出された発光スペクトルを示している。
ところで、照射した光が微小粒子によって散乱するレイリー散乱と呼ばれている現象が知られている。図５では、ＹＡＧレーザーとほぼ等しい波長（約１０６４ｎｍ）で大きなピークを確認することができる。すなわち、半導体基板１１に照射されたＹＡＧレーザーの光は、半導体基板１１中の欠陥を微小粒子とみなし、この欠陥よって散乱されると考えられる。したがって、ＹＡＧレーザーを半導体基板１１に照射して、半導体基板１１から発せられる散乱光の強度を検出することによって、半導体基板１１中の欠陥を容易に特定することが可能となる。
【００４４】
次に、このような構成および発光原理を用いた検査装置１０による半導体装置の検査方法の基本原理について説明する。
図６は、検査方法のフローチャート図である。
【００４５】
検査装置１０は、フローチャート図３０に沿って、半導体装置中の欠陥の検査を遂行する。以下、図１と合わせて図６を参照しながら説明する。
［ステップＳ３１］検査装置１０の装置制御部１８に測定条件を入力する。
【００４６】
［ステップＳ３２］保持部１２上に、例えば、ウェハ状態の半導体基板１１を、その裏面側が保持部１２から表出するように設置する。
［ステップＳ３３］照射部制御手段１８ａによって、照射部１３が制御され、光１３ａを照射部１３から照射させ、当該光１３ａを半導体基板１１の任意の位置に裏面側から照射させる。
【００４７】
［ステップＳ３４］検出部制御手段１８ｂによって、検出部１７が制御され、半導体基板１１から発せられた、フォトルミネッセンス・散乱光・反射光を検出部１７によって検出する。
【００４８】
［ステップＳ３５］ステップＳ３４で検出されたフォトルミネッセンス・散乱光・反射光のデータを、データ処理手段１８ｃ並びに記憶手段１８ｄによって処理して、保持する。
【００４９】
［ステップＳ３６］入出力手段１８ｅによって、検出結果として、例えば、発光スペクトルまたは画像表示を表示する。特に、画像表示において、例えば、検出した特定波長の光強度を二次元分布として画像表示する。
【００５０】
なお、上記では半導体基板１１の検査方法のみを説明した。図３に示したような検査装置１０を半導体装置の製造プロセスラインに組み込んだ場合では、ステップＳ３２において、例えば以下のような工程を行うことができる（図３を参照）。
【００５１】
［ステップＳ３２ａ］搬送手段によって、半導体基板１１が搬送板１９ａに敷設される。
［ステップＳ３２ｂ］搬送手段によって、半導体基板１１が配置された搬送器１９を保持部１２上に移動させる。この時、切欠領域１２ａ上にアーム部１９ｂが配置するようにする。
【００５２】
［ステップＳ３２ｃ］搬送手段によって、アーム部１９ｂが切欠領域１２ａを通過するように半導体基板１１が配置された搬送器１９をそのまま下方に移動させ、半導体基板１１を保持部１２上に設置する。
【００５３】
このような検査フローに従えば、半導体基板１１の裏面に光１３ａが照射され、光１３ａの照射により、半導体基板１１の裏面から発せられる光１３ｂが検出され、検出によって得られた光１３ｂの強度が測定される。さらに、測定された光強度が二次元分布などのように画像表示されて欠陥が回路面や基板内部にあるのかを識別することが可能となる。
【００５４】
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、半導体基板１１から発せられる光の強度などを画像表示して欠陥を検査する場合について説明した。第２の実施の形態では、光の強度の基準値を導入して、半導体基板１１から発せられる光の強度と基準値との差を画像表示して欠陥を検査する場合について説明する。
【００５５】
図７は、第２の実施の形態における検査装置の要部模式図である。なお、第２の実施の形態の検査装置１０ａは、装置制御部２０を、図１の検査装置１０における装置制御部１８に代わって設置している。したがって、検査装置１０ａの他の各構成の詳細については説明を省略する。
【００５６】
装置制御部２０内には、装置制御部１８と同様に、照射部１３を制御する照射部制御手段１８ａ、スリット１５、フィルタ１６および検出部１７を制御する検出部制御手段１８ｂ、検出部１７で検出した発光データを処理して欠陥を検出するデータ処理手段１８ｃ、データを記憶する記憶手段１８ｄ、およびユーザインターフェースとなる入出力手段１８ｅとを備えている。さらに、装置制御部２０は、発光基準データ記憶手段２０ａおよび特性測定手段２０ｂを備えている。
【００５７】
発光基準データ記憶手段２０ａは、無欠陥の半導体装置から発せられる光の強度や無欠陥の半導体装置の電気特性などがあらかじめ測定されて、測定したデータを保持している。なお、無欠陥の半導体装置に関するデータの取得については、検査装置１０や別の測定装置などで測定するようにしてもよい。
【００５８】
特性測定手段２０ｂは、保持部１２に保持される半導体基板１１の電気特性を測定する。
このような構成をなす装置制御部２０を有する検査装置１０ａの検査方法について説明する。
【００５９】
まず、上述のように、照射部制御手段１８ａによって、例えばＹＡＧレーザーが用いられた照射部１３を制御して、光１３ａを照射部１３から半導体基板１１の裏側へ照射させる。
【００６０】
次いで、検出部１７によって、スリット１５およびフィルタ１６を介して半導体基板１１からの光１３ｂの強度を検出する。
次いで、データ処理手段１８ｃにて検出した光１３ｂの強度をデータ化して、記憶手段１８ｄに格納する。
【００６１】
次いで、データ処理手段１８ｃにて、発光基準データ記憶手段２０ａからあらかじめ取得してある無欠陥の半導体装置の光強度のデータを引用し、光１３ｂの強度のデータとの差を取得する。
【００６２】
最後に、入出力手段１８ｅによって、無欠陥の半導体装置の光と光１３ｂとの強度の差のデータを画像表示する。
半導体基板１１の欠陥の検出後、特性測定手段２０ｂによって、半導体基板１１の電気特性の測定を行う。そして、データ処理手段１８ｃによって、半導体基板１１の電気特性と発光基準データ記憶手段２０ａから無欠陥の半導体装置の電気特性のデータとの差と、上記の欠陥のデータとを参照する。その結果、電気特性に影響を及ぼしている欠陥を把握することが可能となる。
【００６３】
なお、検査装置１０ａでも、第１の実施の形態と同様に、半導体装置の製造装置の製造プロセスラインに組み込むことができる。
このように、図１に示す検査装置１０は、半導体基板１１の裏面に光１３ａを照射する照射部１３と、光１３ａの照射により、半導体基板１１の裏面から発せられる光１３ｂを検出する検出部１７と、検出により得られた光１３ｂの強度を測定し、検査装置１０全体を制御する装置制御部１８と、を有する。
【００６４】
そして、検査装置１０により、半導体基板１１上に、ウェハプロセスで形成させた半導体素子の活性領域付近の欠陥を検査するものである。
特に、検査装置１０においては、図３に示すように、保持部１２は中空の筒状であって、側面の一部に切欠領域１２ａが形成されているために、検査装置１０にて、半導体基板１１を容易に保持部１２に保持させることが可能である。したがって、検査装置１０は半導体装置の製造プロセスラインに容易に組み込むことが可能であって、半導体装置の裏面から光を照射し、光照射による基板からの発光、または基板からの散乱、または半導体装置の活性層からの反射光を、半導体装置の裏面から検出し、検出されたデータを解析して半導体装置内に生成している欠陥を高感度かつ容易に検出することができる。
【００６５】
また、図７に示す検査装置１０ａでは、検査装置１０において装置制御部１８内に新たに、無欠陥の半導体装置の光強度および電気特性のデータを備える発光基準データ記憶手段２０ａと、半導体基板１１の電気特性を測定する特性測定手段２０ｂとを備えるようにした。
【００６６】
そして、検査装置１０ａによれば、無欠陥の半導体装置の光と光１３ｂとの強度の差によって欠陥を画像表示できるため、明確に欠陥を顕在化することができる。また、電気特性に影響を及ぼす欠陥も特定することができる。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、ウェハスケールやチップスケールの半導体装置内に存在する欠陥を、効率よく、高感度に検出でき、半導体装置の製造プロセスに検査装置を容易に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施の形態における検査装置の要部模式図である。
【図２】第１の実施の形態における保持部の斜視模式図である。
【図３】第１の実施の形態における半導体基板の搬送過程を示す要部斜視模式図であって、（Ａ）は搬送板上への半導体基板の配置、（Ｂ）は半導体基板の保持部への搬送、（Ｃ）は半導体基板の保持部への設置をそれぞれ示している。
【図４】シリコンウェハ基板の透過率の波長依存性であって、（Ａ）はドープ量についての、（Ｂ）はシリコンウェハ基板の膜厚についてのグラフである。
【図５】ＹＡＧレーザーが照射された半導体基板の発光スペクトルである。
【図６】検査方法のフローチャート図である。
【図７】第２の実施の形態における検査装置の要部模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  検査装置
１１  半導体基板
１２  保持部
１３  照射部
１３ａ，１３ｂ  光
１４  反射板
１５  スリット
１６  フィルタ
１７  検出部
１８  装置制御部
１８ａ  照射部制御手段
１８ｂ  検出部制御手段
１８ｃ  データ処理手段
１８ｄ  記憶手段
１８ｅ  入出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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