JP2009236651A - 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用いて欠陥検査を行う際の検査精度の向上を図る。
【解決手段】欠陥検査装置１は、レーザ光５ａの照射位置とその照射順序との関係を示す座標テーブル６ａを設定する座標テーブル設定部６を有する。座標テーブル設定部６は、試料２０のある照射位置にレーザ光５ａを照射したときに生じる熱の分布を考慮し、その照射位置から所定距離離れた箇所に次の照射位置が設定されるように、座標テーブル６ａを設定する。欠陥検査装置１は、座標テーブル６ａを用い、レーザ光５ａを試料２０の所定位置に所定順序で照射し、照射によって生じる温度変化ΔＴに起因した信号を検出し、欠陥検査を行う。各照射位置に周囲温度の影響を抑えてレーザ光５ａを照射して信号を検出することができ、欠陥検査の精度向上が図られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関し、特に、半導体装置に形成される配線等の欠陥検査に用いる欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。

ＬＳＩ（Large Scale Integration）をはじめとする各種半導体装置の開発・製造に当たっては、性能や歩留りの向上のために、不良解析という手法が一般的に採用されている。これは、半導体装置の製造プロセスで予期せず発生した欠陥の位置を特定し、そこを分析して、その欠陥の発生原因を解明することにより、その製造プロセスを改善する手法である。このような手法は、高性能・高品質の半導体装置を製造するプロセスを開発していく上で、非常に重要な技術と位置づけられている。

そのような不良解析手法のひとつに、半導体装置に形成した配線の断線箇所や高抵抗箇所等の欠陥を、ＩＲ−ＯＢＩＲＣＨ（Infra Red - Optical Beam Induced Resistance CHange）法を用いて検査するものがある。ＩＲ−ＯＢＩＲＣＨ法は、配線に電流を流した試料に赤外線レーザ光を照射し、その照射によって発生する熱に起因した抵抗や起電力の変化を、電流（電圧）変化により検出し、欠陥箇所を特定しようとするものである。レーザ光の照射は、例えば、まず試料のＸ方向へ一定距離連続的に照射した後、その照射位置をＹ方向にずらし、再びＸ方向へ一定距離連続的に照射する、というように二次元的に走査される。また、試料にライン状のレーザ光を一次元的に走査しながら照射して欠陥検査を行う手法等も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−１２７４９９号公報

ＩＲ−ＯＢＩＲＣＨ法を用いた欠陥検査の際に検出される信号（ＯＢＩＲＣＨ信号）の強度は、レーザ光を照射したときの試料の温度変化ΔＴに比例する。従って、信号強度の小さい欠陥、すなわち微小な欠陥を精度良く検出するためには、レーザ光照射による温度変化ΔＴを確保する必要がある。

しかし、近年の半導体装置では、その層間絶縁膜等に、ｌｏｗ−ｋ材料等の比較的熱伝導率の小さい（酸化シリコン（ＳｉＯ）の１／２〜１／５程度）材料が用いられるようになってきている。レーザ光を走査しながら照射していくと、その照射領域の温度が上昇するほか、その近傍領域の温度も上昇する。そのため、ｌｏｗ−ｋ材料等の低熱伝導率材料が用いられていると、ある領域に続いてその近傍領域にレーザ光を照射したときに、先の領域のレーザ光照射によって温度上昇した分が十分下がりきっていないために、その照射領域での温度変化ΔＴが小さくなってしまう場合があった。それにより、その照射領域に存在する可能性のある欠陥を検出することができない場合があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、欠陥検査を高精度で行うことのできる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、次のような構成を有する欠陥検査装置が提供される。この欠陥検査装置は、試料の第１照射対象部にレーザ光を照射したときに生じる前記試料内の熱の分布に基づき前記第１照射対象部から所定距離離れた箇所に第２照射対象部を設定する設定部と、前記設定部によって設定された前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第１照射対象部の検査を行い、前記第１照射対象部の検査後に、前記設定部によって設定された前記第２照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第２照射対象部の検査を行う検査部と、を有する。

このような欠陥検査装置によれば、試料の第１照射対象部にレーザ光が照射されて検査が行われ、第１照射対象部の検査後、そのレーザ光照射で生じる試料内の熱の分布に基づいて所定距離離れた箇所に設定された第２照射対象部に対し、レーザ光が照射されて検査が行われる。

また、このように照射対象部を設定し、設定した照射対象部について検査を行う欠陥検査方法が提供される。

開示の欠陥検査装置及び欠陥検査方法により、精度良く欠陥検査を行うことが可能になり、不良解析性能の向上に寄与することができる。

以下、図面を参照して詳細に説明する。
図１は欠陥検査装置の一例の概略構成図である。
図１に例示する欠陥検査装置１は、試料２０が載置されるステージ２を備え、その試料２０に対し、第１，第２ミラー３ａ，４ａを用いて、レーザ光源５から出射される赤外線のレーザ光５ａを、レンズ５ｂを介して照射することができるように構成されている。

試料２０に対するレーザ光５ａの照射は、レーザ光源５の後段で第２ミラー４ａの前段にシャッタ５ｃを設け、そのシャッタ５ｃの開閉を制御することによってオン／オフすることができるようになっている。

第１，第２ミラー３ａ，４ａはそれぞれ、第１，第２ミラー駆動機構部３ｂ，４ｂによってレーザ光５ａの照射角度φ₁，φ₂が調整される。ここでは、第１ミラー３ａでの照射角度φ₁で試料２０に対するＸ方向の照射位置（Ｘ座標）が決まり、第２ミラー４ａでの照射角度φ₂で試料２０に対するＹ方向の照射位置（Ｙ座標）が決まるようになっている。この欠陥検査装置１では、これら第１，第２ミラー３ａ，４ａにより、試料２０の所定位置に、また、試料２０の全表面にわたって、レーザ光５ａを照射することができるようになっている。

さらに、この欠陥検査装置１は、レーザ光５ａの照射位置のＸＹ座標とその照射順序との関係を示す座標テーブル６ａを設定する座標テーブル設定部６を備えている。座標テーブル設定部６は、設定された座標テーブル６ａが記憶されるメモリ部６ｂ、及びその座標テーブル６ａの設定に用いるデータが記憶されるメモリ部６ｃを有している。また、欠陥検査装置１は、第１，第２ミラー駆動機構部３ｂ，４ｂにそれぞれ入力する駆動信号を生成するミラー駆動信号生成部７を備えている。

座標テーブル設定部６で設定された座標テーブル６ａは、メモリ部６ｂに記憶され、第１，第２ミラー駆動機構部３ｂ，４ｂは、その座標テーブル６ａを基にミラー駆動信号生成部７で生成された駆動信号に従って駆動される。これにより、第１，第２ミラー３ａ，４ａでのレーザ光５ａの照射角度φ₁，φ₂が調整され、さらに、レーザ光５ａがオン／オフされて、試料２０の所定位置に、所定順序で、レーザ光５ａが照射される。

また、この欠陥検査装置１は、レーザ光５ａを照射する試料２０の配線２０ａにバイアス電圧Ｖを印加するためのプローブ８ａ，８ｂ、プローブ８ｂに接続されたアンプ９、及びプローブ８ｂから検出されてアンプ９で増幅された信号（ＯＢＩＲＣＨ信号）が記憶される画像メモリ部１０を備えている。

画像メモリ部１０には、座標テーブル６ａに基づいて試料２０に照射されたレーザ光５ａの照射位置ごとに取得されたＯＢＩＲＣＨ信号が、それぞれの照射位置のＸＹ座標と関連付けられて記憶されるようになっている。

さらに、この欠陥検査装置１は、画像表示部１１を備え、画像表示部１１は、画像メモリ部１０に記憶されたＯＢＩＲＣＨ信号を用い、それを輝度として２次元表示する機能を有している。

上記構成を有する欠陥検査装置１において、試料２０の配線２０ａにバイアス電圧Ｖを印加した状態で、その配線２０ａにレーザ光５ａが照射されると、その照射位置の温度が上昇し、その温度上昇に応じて配線２０ａの抵抗が増加し、電圧降下又は電流減少が生じる。ここで、配線２０ａに断線箇所や高抵抗箇所等の欠陥が存在すると、その欠陥箇所の熱伝導率が正常箇所に比べて小さくなるため、レーザ光５ａの照射による温度上昇が大きくなる。従って、レーザ光５ａの照射位置に欠陥が存在するか否かで温度上昇が異なり、配線２０ａの抵抗変化、それによる電圧又は電流変化が異なってくる。

欠陥検査装置１は、試料２０のレーザ光５ａの照射位置（照射対象部）とその照射順序を予め設定しておく。そして、その設定された照射位置に設定された照射順序でレーザ光５ａを照射していき、各レーザ光５ａの照射による温度変化ΔＴの結果生じる電圧又は電流変化を、プローブ８ａ，８ｂ及びアンプ９を用いてＯＢＩＲＣＨ信号として検出することで欠陥検査を行う。さらに、検出したＯＢＩＲＣＨ信号は、画像メモリ部１０に記憶し、それを輝度として画像表示部１１で画像化する。

ここで、上記構成を有する欠陥検査装置１でのレーザ光５ａの走査について説明する。
図２はレーザ光走査の一例の概念図である。また、図３は別のレーザ光走査の概念図である。

上記構成を有する欠陥検査装置１では、例えば、この図２に示すように、レーザ光５ａを、まず試料２０の第１照射位置Ｐ₁にスポット状に照射した後、所定距離離れた第２照射位置Ｐ₂にスポット状に照射する。その後は、レーザ光５ａを、第２照射位置Ｐ₂から所定距離離れた第３照射位置Ｐ₃にスポット状に照射し、さらに、第３照射位置Ｐ₃から所定距離離れた第４照射位置Ｐ₄にスポット状に照射する。以降同様に、先の照射位置から所定距離離して、第５照射位置Ｐ₅、第６照射位置Ｐ₆及びそれ以降の照射位置に、レーザ光５ａをスポット状に照射していく。

一方、レーザ光５ａの走査には、図３に矢印で示すように、試料２０のあるＹ座標Ｙ₁についてＸ方向へ連続的に照射した後、次のＹ座標Ｙ₂について再びＸ方向へ連続的に照射するというように、走査を周期的に繰り返していく方法がある。

しかし、この図３に示したような走査の場合、Ｘ方向についてはレーザ光５ａの照射が連続的に行われ、また、Ｙ方向については直前周期でレーザ光５ａを照射した領域のすぐ隣の領域に次の周期で再びレーザ光５ａが照射されることになる。試料２０にレーザ光５ａを照射したときには、その照射位置の温度が上昇するほか、熱伝導により、その近傍領域の温度も上昇する。そのため、Ｘ方向とＹ方向のいずれの場合でも、ある照射位置にレーザ光５ａの照射を行ったときには、それより先の照射によって上昇した温度が十分に下がりきっていないことが起こり得る。そのような場合には、レーザ光５ａの照射による温度変化ΔＴが、本来その照射位置で得られるべき値よりも小さくなり、ＯＢＩＲＣＨ信号の強度が小さくなって、欠陥検査を精度良く行えない可能性がある。特に、試料２０に低熱伝導率材料が用いられているような場合には、このような現象が起こりやすくなる。

これに対し、上記図２に例示したレーザ光５ａの走査では、ある照射位置へのレーザ光５ａの照射後、そこから所定距離離れた位置を次の照射位置とするため、周囲からの伝熱に影響されない、その照射位置の本来の温度変化ΔＴを得ることが可能になる。従って、精度良く欠陥の検出を行うことが可能になる。

このようにしてレーザ光５ａの走査を行うに当たり、ある照射位置から次の照射位置までの間隔は、次のような原理を基に設定することができる。
前述のように、ある位置に照射されたレーザ光５ａは、熱に変化し、その熱は熱伝導により周囲に広がっていく。まず、熱伝導の理論から、ある位置にレーザ光５ａが照射されてその熱がｔ秒後に伝わっている位置までの距離Ｌは、温度伝導率をｋとすると、次式（１ａ）のように表すことができる。

Ｌ＝（ｋ×ｔ）^1/2 ・・・（１ａ）
従って、温度伝導率ｋを試料２０の面内（レーザ光５ａの照射平面に平行な面内）方向の温度伝導率ｋ_Lとし、時間ｔを先のレーザ光５ａの照射と次のレーザ光５ａの照射との時間間隔ｔ₁とすると、先のレーザ光５ａの照射で生じた熱が試料２０の面内方向に伝わる距離（伝熱距離）Ｌ₁は、次式（１）のように表される。

Ｌ₁＝（ｋ_L×ｔ₁）^1/2 ・・・（１）
換言すれば、先のレーザ光５ａの照射による温度上昇が、次のレーザ光５ａの照射による温度変化ΔＴに影響を及ぼさないためには、先のレーザ光５ａの照射位置と次のレーザ光５ａの照射位置とが距離Ｌ₁以上離れている必要があることになる。

また、照射されたレーザ光５ａが熱に変わり、試料２０の厚さ方向の距離Ｚだけ離れた位置に到達するには、次式（２ａ）で表される時間ｔが必要になる。
ｔ＝Ｚ²／ｋ ・・・（２ａ）
試料２０の下面は、ステージ２に冷却ステージ等を用いれば容易にそれを冷却源とすることができるので、下面まで達した熱は速やかに放熱させることが可能である。

従って、距離Ｚを試料の厚さＤとし、温度伝導率ｋを試料２０の厚さ方向の温度伝導率ｋ_Dとすると、先のレーザ光５ａの照射で生じた熱が放熱されるまでに要する時間（冷却時間）ｔ_Dは、次式（２）のように表される。

ｔ_D＝Ｄ²／ｋ_D ・・・（２）
換言すれば、先のレーザ光５ａの照射後、それによって発生した熱が十分放熱されて、その直近に次のレーザ光５ａの照射を行うためには、先のレーザ光５ａの照射と次のレーザ光５ａの照射との間隔が時間ｔ_D以上空いている必要があることになる。

上記原理を具体例で説明する。
例えば、試料２０上の１０２４×１０２４点分のＯＢＩＲＣＨ信号を２秒間で取得することができるようにレーザ光５ａを走査する場合、レーザ光５ａの照射の時間間隔ｔ₁は、ｔ₁＝２秒／（１０２４×１０２４）＝１．９１×１０^-6秒となる。試料２０として、厚さ５００μｍのシリコン（Ｓｉ）基板上に１０μｍのＳｉＯ膜を形成し、その上に形成された銅（Ｃｕ）配線を考える。

Ｃｕの温度伝導率は、１１．２３４×１０^-5ｍ²／秒である。従って、上記の式（１）の伝熱距離Ｌ₁は、Ｌ₁＝（１１．２３４×１０^-5ｍ²／秒×１．９１×１０^-6秒）^1/2より、約１４．６μｍとなる。すなわち、先のレーザ光５ａの照射位置と次のレーザ光５ａの照射位置とは、少なくとも約１４．６μｍ離す必要がある。

ＳｉＯ，Ｓｉの温度伝導率はそれぞれ、３．４×１０^-7ｍ²／秒，１．０２×１０^-4ｍ²／秒である。上記の式（２）の冷却時間ｔ_Dは、ｔ_D＝（１０μｍ）²／（３．４×１０^-7ｍ²／秒）＋（５００μｍ）²／（１．０２×１０^-4ｍ²／秒）より、約２．７４ｍ秒となる。すなわち、先のレーザ光５ａの照射後、その直近に次の照射を行うまでに、少なくとも約２．７４ｍ秒の時間間隔を設ける必要がある。

欠陥検査装置１では、上記のような原理を利用し、座標テーブル設定部６により、試料２０上におけるレーザ光５ａの照射位置と照射順序とを示す座標テーブル６ａが設定される。

図４は座標テーブル設定処理フローの一例を示す図である。
ここでは、上記の式（１），（２）の制限を満たすレーザ光５ａのＮ箇所の照射位置とその照射順序を示す座標テーブル６ａを設定する処理の一例について説明する。なお、ｔ₁は、先のレーザ光５ａの照射と次のレーザ光５ａの照射との時間間隔である。Ｌ₁は、上記の式（１）より求められる、先のレーザ光５ａの照射で発生した熱の試料２０面内方向の伝熱距離である。ｔ_Dは、上記の式（２）より求められる、先のレーザ光５ａの照射で発生した熱が放熱されるまでの冷却時間である。

まず、座標テーブル設定部６により、試料２０上のＮ箇所の照射位置（測定点）のＸＹ座標が設定される（ステップＳ１）。Ｎ箇所の照射位置は、例えば、試料２０の構成（サイズ、構成層の材質・膜厚、配線幅・密度等）、照射するレーザ光５ａのビーム径、検査時間、検査に要求される精度等に基づき設定することができる。ここで設定されたＮ箇所の照射位置は、座標テーブル設定部６のメモリ部６ｃに記憶される。

次いで、座標テーブル設定部６により、設定されたＮ箇所の照射位置のＸＹ座標のうち、レーザ光５ａを最初に照射する１箇所目（ｎ＝１）の照射位置のＸＹ座標が選択される（ステップＳ２）。ここで選択される照射位置のＸＹ座標は、予め設定しておくことができる。或いは、座標テーブル設定部６によって任意の照射位置のＸＹ座標が選択されるようにしておいてもよい。

次いで、座標テーブル設定部６により、その選択された１箇所目（ｎ＝１）の照射位置のＸＹ座標がメモリ部６ｂに記憶される（ステップＳ３）。
続いて、２箇所目以降の照射位置のＸＹ座標が順に設定されていく。

まず、座標テーブル設定部６により、ｎ＝ｎ＋１とされた上で（ステップＳ４）、所定の時間間隔ｔ₁及び冷却時間ｔ_Dが用いられて、１≦ｍ≦ｎ，ｔ_D＞ｍ×ｔ₁，ｔ_D＜（ｍ＋１）×ｔ₁を満たす整数ｍが求められる（ステップＳ５）。

ステップＳ５の条件を満たす整数ｍが存在しない場合には（ステップＳ６）、座標テーブル設定部６では、レーザ光５ａの照射の時間間隔ｔ₁が長くなるように変更され（ステップＳ７）、ステップＳ２以降の処理が行われる。

ステップＳ５の条件を満たす整数ｍが存在する場合には（ステップＳ６）、次のような処理が行われる。今、αを整数とし、試料２０上の任意のｎ箇所目の照射位置から距離α×Ｌ₁以上離れた周囲領域をＡ（ｎ，α）で表すものとする。そして、ステップＳ５の条件を満たす整数ｍが存在する場合には、座標テーブル設定部６により、領域Ａ（ｎ，α）のα＝１からα＝ｍまでの共通部分∩Ａ（ｎ−α＋１，α）が求められる（ステップＳ８）。この共通部分∩Ａ（ｎ−α＋１，α）は、先のレーザ光５ａの照射による熱が試料２０から放熱されていて、かつ、先のレーザ光５ａの照射による熱が試料２０の面内方向に広がって到達しない領域を表している。

次いで、座標テーブル設定部６により、その共通部分∩Ａ（ｎ−α＋１，α）内に、メモリ部６ｃに記憶された照射位置の全ＸＹ座標のうち、メモリ部６ｂに記憶されていない照射位置のＸＹ座標が存在するか否かが判定される（ステップＳ９）。ステップＳ９において、そのような照射位置のＸＹ座標が存在すると判定された場合には、座標テーブル設定部６により、その存在している照射位置のＸＹ座標のいずれか１箇所の照射位置のＸＹ座標が選択される（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０で選択された照射位置のＸＹ座標は、座標テーブル設定部６により、メモリ部６ｂに記憶される（ステップＳ３）。その後は、ステップＳ４に進み、その次の照射位置のＸＹ座標が設定される。

このようにしてステップＳ１０までの処理が行われ、メモリ部６ｂには、１箇所目の照射位置のＸＹ座標に続き、２箇所目以降の照射位置のＸＹ座標が順に記憶されていく。
また、ステップＳ９において、共通部分∩Ａ（ｎ−α＋１，α）内に、メモリ部６ｂに記憶されていない照射位置のＸＹ座標が存在しないと判定された場合には、次のような処理が行われる。まず、座標テーブル設定部６により、最初に設定されたＮ箇所の照射位置のＸＹ座標について全て順番が設定されたか否か、すなわちｎ＝Ｎになったか否かが判定される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、ｎ＝Ｎになったと判定された場合には、座標テーブル６ａの設定処理を終了する。

共通部分∩Ａ（ｎ−α＋１，α）内に、メモリ部６ｂに記憶されていない照射位置のＸＹ座標が存在せず、さらにステップＳ１１において、ｎ＝Ｎになっていないと判定された場合には、次のような処理が行われる。すなわち、座標テーブル設定部６では、レーザ光５ａの照射の時間間隔ｔ₁が長くなるように変更され（ステップＳ７）、ステップＳ２以降の処理が行われる。

なお、時間間隔ｔ₁が長くなっていくと、最初は十分短い時間間隔ｔ₁で処理を開始しても、いずれはｔ₁＞ｔ_Dとなって、いずれの照射位置のＸＹ座標も自由に選択することができるようになる。すなわち、時間間隔ｔ₁がそのような値となるまでの間には、予め設定したＮ箇所の照射位置の順番を、上記の式（１），（２）を満たすように設定することのできる、最小の時間間隔ｔ₁が存在する。従って、そのときの時間間隔ｔ₁を用い、その場合に得られる照射位置のＸＹ座標とその順番を座標テーブル６ａにより表す。

欠陥検査装置１では、上記のようにして設定された座標テーブル６ａを基に、第１，第２ミラー３ａ，４ａの照射角度φ₁，φ₂が調整される。
図５は欠陥検査装置での処理の説明図である。

座標テーブル設定部６は、上記図４に例示したような設定処理により、図５に例示するような、レーザ光５ａの照射位置のＸＹ座標とその順番を示すＮ個分のデータ［Ｘ_n，Ｙ_n］（ｎ＝１〜Ｎ）の座標テーブル６ａを設定し、メモリ部６ｂに記憶する。

ミラー駆動信号生成部７は、メモリ部６ｂに記憶された座標テーブル６ａを用い、そのＮ個分のデータを、図５に例示したような、第１，第２ミラー駆動機構部３ｂ，４ｂに入力する電圧や電流等の駆動信号［φ_1,n，φ_2,n］（ｎ＝１〜Ｎ）に変換する。

そして、ミラー駆動信号生成部７から駆動信号φ_1,n，φ_2,nが順にそれぞれ第１，第２ミラー駆動機構部３ｂ，４ｂに入力され、それにより、第１，第２ミラー３ａ，４ａがレーザ光５ａの照射位置の座標［Ｘ_n，Ｙ_n］に対応した照射角度φ₁，φ₂に調整される。

所定の時間間隔ｔ₁で、所定位置に所定順序でレーザ光５ａが照射されていき、それによって検出されるＯＢＩＲＣＨ信号は、レーザ光５ａの照射位置の座標［Ｘ_n，Ｙ_n］に対応させて画像メモリ部１０に記憶されていく。画像表示部１１は、画像メモリ部１０に記憶されたＯＢＩＲＣＨ信号を用い、それを輝度として２次元表示する。

次に、以上説明した欠陥検査装置１の全体的な処理フローについて説明する。
図６は欠陥検査装置の処理フローの一例を示す図である。
欠陥検査装置１では、まず、座標テーブル設定部６により、試料２０上のＮ箇所の照射位置のＸＹ座標が設定され（ステップＳ２０）、照射位置のＸＹ座標とその順番を示す座標テーブル６ａが設定される（ステップＳ２１）。

次いで、ミラー駆動信号生成部７により、座標テーブル６ａのデータが用いられて、座標テーブル６ａの各データのＸＹ座標にレーザ光５ａが照射可能なように第１，第２ミラー３ａ，４ａの照射角度φ₁，φ₂を調整するための駆動信号が生成される（ステップＳ２２）。

そして、ミラー駆動信号生成部７によって生成されたｎ箇所目（ｎ＝１〜Ｎ）の照射位置に対応した駆動信号が用いられ、第１，第２ミラー３ａ，４ａが駆動され（ステップＳ２３）、第１，第２ミラー３ａ，４ａが所定の照射角度φ₁，φ₂に調整されたか否かが判定される（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４で第１，第２ミラー３ａ，４ａの調整が完了した後、これから行うレーザ光５ａの照射が１箇所目（ｎ＝１）の照射位置に対するものである場合には（ステップＳ２５）、シャッタ５ｃが開かれ（ステップＳ２７）、レーザ光５ａの照射が開始される。

また、ステップＳ２４で第１，第２ミラー３ａ，４ａの調整が完了した後、これから行うレーザ光５ａの照射が２箇所目以降（ｎ≧２）の照射位置に対するものである場合には（ステップＳ２５）、先のレーザ光５ａの照射から一定の時間ｔ₁が経過しているか否かが判定される（ステップＳ２６）。ここで時間間隔ｔ₁が空いていると判定された場合に、シャッタ５ｃが開かれ（ステップＳ２７）、試料２０へのレーザ光５ａの照射が開始される。

欠陥検査装置１では、レーザ光５ａが照射されることにより、ＯＢＩＲＣＨ信号の検出が開始される（ステップＳ２８）。検出されたＯＢＩＲＣＨ信号は、レーザ光５ａの照射位置のＸＹ座標に対応させて画像メモリ部１０に記憶される。そして、ＯＢＩＲＣＨ信号検出が完了したか否かが判定され（ステップＳ２９）、検出が完了したと判定された場合には、シャッタ５ｃが閉じられ（ステップＳ３０）、試料２０へのレーザ光５ａの照射が止められる。

その後、欠陥検査装置１では、予め設定されたＮ箇所全てのＯＢＩＲＣＨ信号検出が終了したか否かが判定され（ステップＳ３１）、Ｎ箇所全ての検出が終了したと判定された場合には、それらＮ箇所について検出されたＯＢＩＲＣＨ信号を画像化する（ステップＳ３２）。

また、欠陥検査装置１では、ステップＳ３１でＮ箇所のＯＢＩＲＣＨ信号検出が終了していないと判定された場合には、次の箇所のＯＢＩＲＣＨ信号検出を行うため、ｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ３３）、ステップＳ２２以降の処理が行われる。

以上説明したように、欠陥検査装置１では、先に行ったレーザ光５ａの照射によって生じる熱の試料２０内での分布を考慮して、次に行うレーザ光５ａの照射位置を先の照射位置から所定距離離れた位置に設定する。そのため、ある照射位置へのレーザ光５ａの照射後に次の照射位置にレーザ光５ａを照射したときに、そこで本来得られるべき温度変化ΔＴを確保することが可能になる。

また、ある照射位置へのレーザ光５ａの照射後、その近傍に次の照射を行うときには、先の照射によって生じた熱が放熱される時間を考慮し、先の照射のときに上昇した温度が下がってから次の照射を行う。これによっても、各照射位置において本来得られるべき温度変化ΔＴを確保することが可能になる。

これにより、精度良くＯＢＩＲＣＨ信号を検出し、高感度で欠陥検査を行うことが可能になるため、不良解析性能の向上を図ることができる。
なお、以上の説明では、レーザ光５ａをスポット状に照射する場合を例にして述べたが、上記の手法は、レーザ光５ａを一方向に連続的に走査しながら照射していく場合にも、同様に適用可能である。

図７はレーザ光走査の説明図であって、（Ａ）は走査の概念図、（Ｂ）は（Ａ）の走査時の時間と第２ミラー用駆動信号との関係を示す図である。また、図８は別のレーザ光走査の説明図であって、（Ａ）は走査の概念図、（Ｂ）は（Ａ）の走査時の時間と第２ミラー用駆動信号との関係を示す図である。

レーザ光５ａを試料２０のＸ方向に連続的に走査しながら照射していく場合には、例えば、図８に例示するような走査方法がある。すなわち、レーザ光５ａのＹ座標（照射角度φ₂）を調整する第２ミラー４ａの駆動信号を、時間に対して図８（Ｂ）のように制御する。そして、図８（Ａ）のように、試料２０のあるＹ座標の列についてＸ方向へ連続的に照射した後、すぐ隣のＹ座標の列について再びＸ方向へ連続的に照射するというように、走査を周期的に繰り返していく。

ただし、この図８に例示したような方法では、Ｙ方向について直前周期で照射を行った領域のすぐ隣の領域に次の周期で照射を行うため、熱伝導により、各照射位置の本来得られるべき温度変化ΔＴと異なってくる可能性がある。

これに対し、図７に例示するような走査方法を用いれば、各照射位置について本来得られるべき温度変化ΔＴを精度良く得ることが可能になる。
図７に示す走査方法では、一例として、図７（Ａ）のように、試料２０の偶数番目のＹ座標の領域（照射対象部）について順にＸ方向へ連続的に照射し、その後、奇数番目のＹ座標の領域（照射対象部）について順にＸ方向へ連続的に照射していく。この場合は、レーザ光５ａのＹ座標（照射角度φ₂）を調整する第２ミラー４ａの駆動信号を、時間に対して図７（Ｂ）のように制御する。

この図７に例示するような走査方法によれば、Ｙ方向については直前周期で照射を行った領域のすぐ隣の領域に次の周期で照射を行うことがなく、すぐ隣の領域に照射を行うときには、その温度を十分に下げておくことができるため、図８の走査方法に比べ、適正な温度変化ΔＴを得ることが可能になる。

図７の例では、Ｙ座標を偶数番目と奇数番目に分け、一列おきにＸ方向へ走査を行っているが、２列以上おきにＸ方向へ走査を行ってもよい。走査時のＹ方向の間隔は、先に行ったＸ方向への照射で生じる熱の分布を考慮して設定すればよい。その場合、欠陥検査装置１では、座標テーブル設定部６により、そのような熱の分布を基に何列おきに照射すべきかを求め、それに基づく座標テーブル（照射する列とその照射順序との関係）を設定する。そして、欠陥検査装置１は、そのような座標テーブル６ａから生成される駆動信号を用いて第１，第２ミラー３ａ，４ａの照射角度φ₁，φ₂を調整し、所定時間間隔で試料２０にレーザ光５ａを照射し、それによって検出されたＯＢＩＲＣＨ信号から画像を生成する。

なお、以上の説明では、レーザ光源５から出射するレーザ光５ａをシャッタ５ｃの開閉によりオン／オフすることとしたが、シャッタ５ｃを用いず、出射するレーザ光５ａをパルス出射する等して直接オン／オフすることも可能である。

また、以上の説明では、一の試料２０の全体を検査することとしたが、試料２０の検査領域を複数に分割して、いずれかの分割領域について、或いは分割領域ごとにそれぞれ、上記のような手法を適用して検査を行うが可能である。

以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 試料の第１照射対象部にレーザ光を照射したときに生じる前記試料内の熱の分布に基づき前記第１照射対象部から所定距離離れた箇所に第２照射対象部を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第１照射対象部の検査を行い、前記第１照射対象部の検査後に、前記設定部によって設定された前記第２照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第２照射対象部の検査を行う検査部と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。

（付記２） 前記設定部は、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が前記第１照射対象部から伝熱する範囲外に前記第２照射対象部を設定することを特徴とする付記１記載の欠陥検査装置。

（付記３） 前記設定部は、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が放熱される時間の経過後に、前記第１照射対象部から前記所定距離までの範囲内に第３照射対象部を設定し、
前記検査部は、前記第１，第２照射対象部の検査後に、前記設定部によって設定された前記第３照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第３照射対象部の検査を行うことを特徴とする付記１又は２に記載の欠陥検査装置。

（付記４） 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部にスポット状に照射されることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
（付記５） 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部に一方向に連続的に走査して照射されることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の欠陥検査装置。

（付記６） 試料の第１照射対象部にレーザ光を照射して前記第１照射対象部の検査を行う工程と、
前記第１照射対象部の検査後、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる前記試料内の熱の分布に基づき前記第１照射対象部から所定距離離れた箇所に設定された第２照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第２照射対象部の検査を行う工程と、
を有することを特徴とする欠陥検査方法。

（付記７） 前記第２照射対象部は、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が前記第１照射対象部から伝熱する範囲外に設定されることを特徴とする付記６記載の欠陥検査方法。

（付記８） 前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が放熱される時間の経過後、前記第１照射対象部から前記所定距離までの範囲内に設定された第３照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第３照射対象部の検査を行う工程を有することを特徴とする付記６又は７に記載の欠陥検査方法。

（付記９） 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部にスポット状に照射されることを特徴とする付記６から８のいずれかに記載の欠陥検査方法。
（付記１０） 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部に一方向に連続的に走査して照射されることを特徴とする付記６から８のいずれかに記載の欠陥検査方法。

欠陥検査装置の一例の概略構成図である。 レーザ光走査の一例の概念図である。 別のレーザ光走査の概念図である。 座標テーブル設定処理フローの一例を示す図である。 欠陥検査装置での処理の説明図である。 欠陥検査装置の処理フローの一例を示す図である。 レーザ光走査の説明図であって、（Ａ）は走査の概念図、（Ｂ）は（Ａ）の走査時の時間と第２ミラー用駆動信号との関係を示す図である。 別のレーザ光走査の説明図であって、（Ａ）は走査の概念図、（Ｂ）は（Ａ）の走査時の時間と第２ミラー用駆動信号との関係を示す図である。

符号の説明

１ 欠陥検査装置
２ ステージ
３ａ 第１ミラー
３ｂ 第１ミラー駆動機構部
４ａ 第２ミラー
４ｂ 第２ミラー駆動機構部
５ レーザ光源
５ａ レーザ光
５ｂ レンズ
５ｃ シャッタ
６ 座標テーブル設定部
６ａ 座標テーブル
６ｂ，６ｃ メモリ部
７ ミラー駆動信号生成部
８ａ，８ｂ プローブ
９ アンプ
１０ 画像メモリ部
１１ 画像表示部
２０ 試料
２０ａ 配線
Ｖ バイアス電圧
φ₁，φ₂ 照射角度

Claims (6)

1. 試料の第１照射対象部にレーザ光を照射したときに生じる前記試料内の熱の分布に基づき前記第１照射対象部から所定距離離れた箇所に第２照射対象部を設定する設定部と、
   前記設定部によって設定された前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第１照射対象部の検査を行い、前記第１照射対象部の検査後に、前記設定部によって設定された前記第２照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第２照射対象部の検査を行う検査部と、
   を有することを特徴とする欠陥検査装置。
2. 前記設定部は、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が前記第１照射対象部から伝熱する範囲外に前記第２照射対象部を設定することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
3. 前記設定部は、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる熱が放熱される時間の経過後に、前記第１照射対象部から前記所定距離までの範囲内に第３照射対象部を設定し、
   前記検査部は、前記第１，第２照射対象部の検査後に、前記設定部によって設定された前記第３照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第３照射対象部の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
4. 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部にスポット状に照射されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
5. 前記レーザ光は、前記試料の各照射対象部に一方向に連続的に走査して照射されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
6. 試料の第１照射対象部にレーザ光を照射して前記第１照射対象部の検査を行う工程と、
   前記第１照射対象部の検査後、前記第１照射対象部に前記レーザ光を照射したときに生じる前記試料内の熱の分布に基づき前記第１照射対象部から所定距離離れた箇所に設定された第２照射対象部に前記レーザ光を照射して前記第２照射対象部の検査を行う工程と、
   を有することを特徴とする欠陥検査方法。

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