KR100697864B1 - 비파괴비접촉분석시스템 - Google Patents

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엔이씨 일렉트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

대상물(SW)을 분석 및 평가하기 위한 비파괴비접촉분석시스템에서는, 광빔발생/변조장치(12)가 변조되고 집속된 광빔(MLB)을 방출하여 대상물(SW)을 조사하고, 변조되고 집속된 광빔의 변조는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)와 동기되는 변조신호(MO-S)로써 수행된다. 자력검출장치(22)는 변조되고 집속된 광빔으로 대상물을 조사함으로써 유발된 전류에 의해 발생되는 자기장(MF)을 검출하여, 자기장신호(MF-S)를 생성한다. 신호추출회로(24)는 기준신호(RE-S) 및 자기장신호(MF-S) 사이의 위상차신호(PDF-S)를 추출한다. 영상데이터생성시스템(도 14)은 위상차신호(PDF-S)에 기초하여 위상차영상데이터(PDFij)를 생성한다.
비파괴비접촉분석, 자기장세기영상, 위상차영상, 히스토그램

Description

비파괴비접촉분석시스템{Nondestructive and noncontact analysis system}
도 1은 실리콘웨이퍼가 분석 및 평가되는 본 발명에 따른 비파괴비접촉분석시스템의 실시예의 블록도,
도 2는 도 1에 보인 비파괴비접촉분석시스템에 구비된 시스템제어부의 블록도,
도 3은 도 1에 보인 비파괴비접촉분석시스템에서 생성되는 기준신호, 변조신호 및 자기장세기신호 사이의 관계를 개념적으로 보여주는 도면,
도 4는 실리콘웨이퍼상의 반도체칩이도 1에 보인 비파괴비접촉분석시스템에서 발생된 변조되고 집속된 레이저빔으로 주사되는 주사방식을 개념적으로 보여주는 도면,
도 5는 시스템제어부에 구비된 임의접근메모리(RAM)에 저장된 m×n 자기장세기영상화소데이터의 프레임을 개념적으로 보여주는 도면,
도 6은 시스템제어부에 구비된 임의접근메모리(RAM)에 저장된 m×n 위상차영상화소데이터의 프레임을 개념적으로 보여주는 도면,
도 7은 시스템제어부에 구비된 임의접근메모리(RAM)에 저장되고 위상차영상화소데이터를 계조변환처리하는데 사용되는 일차원지도를 개념적으로 보여주는 도면,
도 8은 도 1에 보인 비파괴비접촉분석시스템에 구비된 개인용컴퓨터의 블록도,
도 9a는 불량품 반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상화소데이터의 프레임에 기초하여 생성되는 실제 자기장세기영상,
도 9b는 양품 반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상화소데이터의 프레임에 기초하여 생성되는 실제 자기장세기영상,
도 10a는 전술한 불량품 반도체소자로부터 도출된 위상차영상화소데이터의 프레임에 기초하여 생성된 실제 위상차영상,
도 10b는 전술한 양품 반도체소자로부터 도출된 위상차영상화소데이터의 프레임에 기초하여 생성된 실제 위상차영상,
도 11a는 전술한 불량품 반도체소자로부터 도출된 자기장영상화소데이터의 프레임으로부터 생성된 실제 자기장세기히스토그램,
도 11b는 전술한 양품 반도체소자로부터 도출된 자기장영상화소데이터의 프레임으로부터 생성된 실제 자기장세기히스토그램,
도 12a는 불량품 반도체소자로부터 도출된 위상차영상화소데이터의 프레임으로부터 생성된 실제 위상차히스토그램,
도 12b는 양품 반도체소자로부터 도출된 위상차영상화소데이터의 프레임으로부터 생성된 실제 위상차히스토그램,
도 13은 비파괴비접촉분석시스템의 시스템제어회로에서 실행되는 주루틴(main routine)의 흐름도,
도 14는 도 13의 주루틴에서의 부루틴로서 실행되는 영상생성루틴의 흐름도,
도 15는 비파괴비접촉분석시스템의 개인용컴퓨터에서 실행되는 주루틴의 흐름도,
도 16은 도 15의 주루틴의 부루틴으로서 실행되는 히스토그램생성루틴의 흐름도.
본 발명은 주어진 파장의 광빔이 조사될 때 전류가 유발되는 반도체웨이퍼와 같은 대상물의 분석 및 평가를 위한 비파괴비접촉분석시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상물의 분석을 위해 SQUID(Superconducting Quantum Interface Device)자기센서를 이용하는 SQUID광주사현미경법을 포함하는 비파괴비접촉분석시스템에 관한 것이다.
현재, SQUID자기센서를 갖는 비파괴비접촉분석시스템은 반도체웨이퍼들의 분석 및 평가를 위해 실제 사용되도록 연구 개발되고 있다.
이러한 종래기술의 비파괴비접촉분석시스템은 마이크로컴퓨터를 갖는 시스템제어부, 및 시스템제어부의 제어 하에 동작되는 레이저빔발생/변조장치를 구비한다. 레이저빔발생/변조장치는 레이저빔발생/변조기 및 기준신호발생기를 가진다.
예를 들면, 레이저빔발생/변조기는, 레이저빔을 발생하고 방출하기 위한 섬유레이저소자, 및 방출된 레이저빔을 변조하기 위한 음향광학소자를 구비한다. 기 준신호발생기는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호를 발생하고, 이 기준신호는 기준신호발생기로부터 변조신호로서 레이저빔발생/변조기의 음향광학소자에 출력되어, 레이저빔은 변조신호에 따라 변조된다.
레이저빔발생/변조장치는 또한 레이저빔발생/변조기에 광섬유를 통해 광학적으로 연결된 광유닛을 가진다. 즉, 변조된 레이저빔은 레이저빔발생/변조기로부터 광섬유를 통해 광유닛에 도입된다. 광유닛은 변조된 레이저빔을 집속하기 위한 광학렌즈계를 구비한다. 즉, 변조된 레이저빔은 광유닛으로부터 변조 및 집속된 레이저빔으로서 집속되고 방출된다.
비파괴비접촉분석시스템은 X-Y스테이지를 구비하고, 분석 및 평가하려는 실리콘웨이퍼와 같은 대상물은 X-Y스테이지상에 분리할 수 있게 탑재된다. 실리콘웨이퍼는 그 위에 생성된 복수개의 반도체칩들 또는 소자들을 가진다.
X-Y스테이지는 그 속에 형성된 중앙개구를 가지고 실리콘웨이퍼는 X-Y스테이지의 중앙개구를 통과하는 변조 및 집속된 레이저빔에 의해 조사된다. X-Y스테이지는 X-Y스테이지에 대해 정의된 직교X-Y좌표계의 X축 및 Y축을 따라 이동되어, 실리콘웨이퍼상의 반도체소자들의 각각은 레이저빔으로 주사된다. 레이저빔으로 반도체소자를 주사하는 동안, 전류 또는 OBIC(Optical Beam Induced Current)는 주사레이저빔으로 조사되는 반도체소자의 스폿영역에서 유발되고, OBIC는 자기장(자기플럭스)을 발생한다.
이 자기장을 검출하기 위해, 비파괴비접촉분석시스템에는 SQUID자기센서를 구비한 자력검출장치, 및 FLL(Flux Lock Loop)를 가지는 SQUID제어/처리회로가 제 공된다. SQUID자기센서는 SQUID제어/처리회로에 의해 제어되고 자기장을 검출하여 검출된 자기장의 세기에 일치하는 SQUID신호를 생성한다. 즉, 반도체소자가 변조되고 집속된 레이저빔으로 주사되는 동안, 일련의 SQUID신호들이 생성되어 SQUID자기센서로부터 SQUID제어/처리회로에 출력되고 SQUID제어/처리회로에서 일련의 SQUID신호들은 적절히 처리되어 자기장신호를 발생한다.
비파괴비접촉분석시스템에는 또한 2위상형잠금(two-phase lock-in)증폭기를 가지는 신호추출회로가 제공된다. 자기장신호가 SQUID제어/처리회로로부터 신호추출회로에 입력되는 동안, 기준신호는 기준신호발생기로부터 신호추출회로에 입력된다.
신호추출회로의 2위상형잠금증폭기에서, 기준신호의 주파수성분들과 동일한 주파수성분들은 자기장신호로부터 추출되고 적절히 처리되어 신호추출회로로부터 자기장세기신호로서 출력된다.
자기장세기신호는 시스템제어부에 공급되고, 그 후 시스템제어부에 구비된 아날로그-디지털(A/D)변환기에 의해 디지털자기장세기영상데이터로 연속적으로 변환된다. 당해 반도체소자의 주사가 완료된 때에, 연속해서 변환된 디지털자기장세기영상데이터에 기초하여 디지털자기장세기영상화소데이터의 프레임이 생성되고, 시스템제어부에 구비된 임의접근메모리(RAM)에 저장된다.
비파괴비접촉분석시스템에는 추가로 TV모니터에 연계된 개인용컴퓨터가 제공된다. 자기장세기영상화소데이터의 프레임은 시스템제어부로부터 개인용컴퓨터에 공급되고 적절히 처리되어 자기장세기비디오신호를 생성하고, 이로써 자기장세기영 상은 자기장세기비디오신호에 따라 TV모니터 상에 표시된다.
일반적으로, SQUID광주사현미경법을 이용하여 얻어지는 자기장세기영상은 SQUID현미경영상이라 불리고, SQUID현미경영상의 공간분해능은 분석 및 평가하려는 대상물에 투사되는 주사레이저빔의 스폿지름에만 의존하고, SQUID자기센서의 크기와 SQUID자기센서 및 대상물 사이의 거리에는 무관하다. 통상, SQUID현미경영상의 공간분해능은 차수(order)가 서브미크론이다.
SQUID광주사현미경법은 Jorn Beyer, Dietmar Drung 및 Thomas Schuring에 의해 "IEEE Transactions on Applied Superconductivity", 미국, 2001년 3월, Vol.1, P.1162-1167에서 보고된 "SQUID Photoscanning: An Imaging Technique for UDN of Semiconductor Wafers and Devices based on Photomagnetic Detection"이란 문헌에 개시된 바와 같이 나(bare)실리콘웨이퍼상의 불순물밀도의 분포를 검출하는데 사용된다.
또, SQUID광주사현미경법은 일본공개특허공보 제2003-197700호에 개시된 바와 같이 실리콘웨이퍼에 형성된 확산층에 있는 소수캐리어들의 확산길이를 측정하는데 사용된다.
게다가, SQUID광주사현미경법은 일본공개특허공보 제2002-313859호에 개시된 바와 같이 SQUID현미경영상들 또는 그것들로부터 도출된 자기장세기영상들을 이용하여 실리콘웨이퍼에 생성된 반도체칩들 또는 소자들을 분석 및 평가하는데 사용된다.
SQUID광주사현미경법을 이용하는 전술한 종래기술의 비파괴비접촉분석시스템 에서는, 서로 동일한 2개의 반도체소자들에 관해, 하나의 반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상이 다른 반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상과 여러 번 비교된다. 이 경우, 2개의 반도체소자들이 양품이라면, 자기장세기영상들은 서로 구별될 수 없다. 반면, 반도체소자들 중의 하나가 결함을 가진다면, 결함 있는 불량반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상은 양호한 반도체소자로부터 도출된 자기장세기영상과는 불량 반도체소자에서의 결함이 존재하는 국소영역에서만큼은 서로 다르다.
그럼에도 불구하고, 종래기술의 비파괴비접촉분석시스템에서는, 나중에 상세히 설명되는 바와 같이 불량품의 자기장세기영상과 양품의 자기장세기영상 간의 차이를 구별하기 어렵다.
그러므로 본 발명의 목적은 반도체웨이퍼와 같은 대상물의 분석 및 평가가 종래기술의 비파괴비접촉분석시스템에 비해 더 정확히 수행될 수 있도록 구성된 SQUID광주사현미경법을 이용한 비파괴비접촉분석시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 비파괴비접촉분석시스템에서 수행되는 비파괴비접촉분석방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 대상물(SW)의 분석 및 평가를 위한 비파괴비접촉분석시스템이 제공된다. 이 비파괴비접촉분석시스템에서, 광빔발생/변조장치(12)는 변조되고 집속된 광빔(MLB)을 방출하여 대상물(SW)을 조사하고, 변조되고 집속된 광빔(MLB)의 변조는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)와 동기되는 변조신호(MO-S)로써 수행된다. 자력검출장치(22)는 변조되고 집속된 광빔으로 대상물을 조사함으로써 유발된 전류에 의해 발생되는 자기장(MF)을 검출하여, 자기장신호(MF-S)를 생성한다. 신호추출회로(24)는 기준신호(RE-S) 및 자기장신호(MF-S) 사이의 위상차신호(PDF-S)를 추출한다. 영상데이터생성시스템(도 14)은 위상차신호(PDF-S)에 기초하여 위상차영상데이터(PDFij)를 생성한다.
바람직하게는, 비파괴비접촉분석시스템은 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 대상물을 주사하여, 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 조사되는 대상물의 스폿영역들에서 일련의 전류들을 유발하는 주사시스템(14, 18, 20)을 더 포함한다.
영상데이터생성시스템은 위상차영상데이터(PDFij)의 계조들을 소정의 계조특성(도 7)에 따라 변환하는 계조변환시스템(단계 1405)을 구비한다.
비파괴비접촉분석시스템은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초하여 위상차영상(도 10a 및 도 10b)을 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)을 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차영상(도 10a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상데이터에 기초한 참고용 위상차영상(도 10b)과 함께 표시하여, 위상차영상이 참고용 위상차영상과 비교될 수 있도록 하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)을 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은 위상차영상데이터로부터 생성되는 위상차영상데이 터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a 및 12b)을 표시하기 위한 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)을 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상에 기초한 참고용 위상차히스토그램(도 12b)과 함께 표시하기 위한 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)을 더 포함하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 신호추출회로(24)는 신호추출회로(24)에 의해 자기장신호(MF-S)로부터 자기장세기신호(MFI-S)를 추출할 수 있고, 영상데이터생성시스템(도 14)은 상기 자기장세기신호(MFI-S)에 기초하여 자기장세기영상데이터(MFIij)를 생성할 수 있다.
비파괴비접촉분석시스템은 자기장세기영상(도 9a 및 9b) 및 위상차영상(도 10a 및 10b)을 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 위상차영상데이터(PDFij)에 각각 기초하여 표시하기 위한 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)을 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은, 자기장세기영상데이터 및 위상차영상데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9a 및 도 10a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9b 및 도 10b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)을 더 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은, 각각의 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 11b와 도 12a 및 12b)을 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 각각 기초하여 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)을 더 포함하여도 좋다.
비파괴비접촉분석시스템은, 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 각각 기초한 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 도 12a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기히스토그램 및 위상차히스토그램 영상들에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11b 및 도 12b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)을 더 포함하여도 좋다.
바람직하게는, 변조되고 집속된 광빔(MLB)은 광빔발생/변조장치(12)로부터 변조되고 집속된 레이저빔으로서 방출되고, 자력검출장치(22)는 대상물에서 발생된 상기 자기장들(MF)을 상기 전류들의 각각에 의해 검출하는 SQUID(Superconducting Quantum Interface Device)자기센서를 구비한다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 대상물(SW)을 분석 및 평가하기 위한 비파괴비접촉분석방법이 제공되고, 이 방법은, 변조되고 집속된 광빔(MLB)을 방출하여 대상물(SW)을 조사하는 단계로서, 변조되고 집속된 광빔(MLB)의 변조는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)와 동기되는 변조신호(MO-S)로써 수행되는 단계; 변조되고 집속된 광빔으로 대상물을 조사함으로써 유발된 전류에 의해 발생되는 자기장(MF)을 검출하여, 자기장신호(MF-S)를 생성하는 단계; 기준신호(RE-S) 및 자기장신호(MF-S) 사이의 위상차신호(PDF-S)를 추출하는 단계; 및 위상차신호(PDF-S)에 기초하여 위상차영상데이터(PDFij)를 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 비파괴비접촉분석방법은 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 대상물(SW)을 주사하여, 변조되고 집속된 광빔으로 조사되는 대상물의 스폿영역들에서 일련의 전류들을 유발하는 단계를 더 포함한다.
위상차영상데이터(PDFij)는 위상차영상데이터(PDFij)의 계조들이 소정의 계조특성(도 7)에 따라 변환되도록 계조변환처리될 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초하여 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)에 위상차영상(도 10a 및 도 10b)을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차영상(도 10a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상데이터에 기초한 참고용 위상차영상(도 10b)과 함께 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)에 표시함으로써, 위상차영상이 상기 참고용 위상차영상과 비교될 수 있게 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a 및 12b)을 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은, 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그 램(도 12a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상에 기초한 참고용 위상차히스토그램(도 12b)과 함께 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)에 표시하여, 위상차영상이 참고용 위상차영상과 비교될 수 있도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은, 위상차영상데이터로부터 위상차히스토그램데이터를 생성하는 단계; 및 위상차히스토그램데이터에 기초하여 위상차히스토그램을 영상표시시스템에 표시하는 단계를 포함할 수도 있다.
비파괴비접촉분석방법은 위상차영상데이터로부터 위상차히스토그램데이터를 생성하는 단계; 및 위상차히스토그램데이터에 기초한 위상차히스토그램을 미리 준비된 참고용 위상차히스토그램데이터에 기초한 참고용 위상차히스토그램과 함께 표시하여, 위상차히스토그램이 참고용 히스토그램과 비교될 수 있게 하는 단계를 포함할 수도 있다.
비파괴비접촉분석방법은 자기장신호(MF-S)로부터 자기장세기신호(MFI-S)를 추출하는 단계; 및 자기장세기신호(MFI-S)에 기초하여 자기장세기영상데이터(MFIij)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
비파괴비접촉분석방법은 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초하여 자기장세기영상(도 9a 및 9b) 및 위상차영상(도 10a 및 10b)을 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)에 표시하는 단계를 포함할 수도 있다.
비파괴비접촉분석방법은, 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9a 및 도 10a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9b 및 도 10b)과 함께 표시하여, 자기장세기영상 및 위상차영상이 참고용 자기장세기영상 및 위상차영상과 각각 비교될 수 있게 하는 단계를 포함할 수도 있다.
비파괴비접촉분석방법은, 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 위상차영상데이터(PDFij)에 각각 기초한 자기장세기히스토그램(도 11a 및 11b) 및 위상차히스토그램(도 12a 및 12b)을 표시하는 단계를 포함할 수도 있다.
비파괴비접촉분석방법은, 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 도 12a)을 미리 준비된 자기장세기 및 위상차 영상들에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 히스토그램들과 함께 표시하여, 자기장세기히스토그램과 위상차히스토그램이 참고용 자기장세기히스토그램 및 참고용 위상차히스토그램과 각각 비교될 수 있게 하는 단계를 포함할 수도 있다.
전술한 목적과 다른 목적들은 첨부 도면들을 참조하여 아래에 언급된 설명으로부터 더 명확히 이해될 것이다.
이제 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 비파괴비접촉분석시스템의 실시예가 이하에서 설명될 것이다.
비파괴비접촉분석시스템은 분석 및 평가하려는 실리콘웨이퍼와 같이 레이저빔으로 조사된 때에 전류가 유발되는 대상물을 분석하고 평가하는데 사용되는 시스템이다. 위에서 이미 언급된 바와 같이, 이러한 전류는 이 기술분야에서는 OBIC(Optical Beam Induced Current)라 불린다.
비파괴비접촉분석시스템은 도 2에 보인 바와 같은 마이크로컴퓨터로서 구성된 시스템제어부(10)를 포함한다. 즉, 시스템제어부(10)는 중앙처리부((CPU; 10A), 각종 프로그램들 및 상수들을 저장하기 위한 읽기전용메모리(ROM; 10B), 입력/출력(I/O)인터페이스회로(10D), 및 2개의 아날로그-디지털(A/D)변환기들(10E 및 10F)을 구비한다.
또, 비파괴비접촉분석시스템은 레이저빔발생/변조장치(12)를 포함하며, 이 장치(12)는 레이저빔발생/변조기(12A) 및 기준신호발생기(12B)를 구비한다. 이 실시예에서, 예를 들어, 레이저빔발생/변조기(12A)는 레이저빔을 발생하고 방출하기 위한 섬유레이저소자, 및 방출된 레이저빔을 변조하기 위한 음향광학소자를 가진다. 기준신호발생기(12B)는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)를 발생하고, 변조신호(MO-S)를 레이저빔발생/변조기(12A)의 음향광학소자에 기준신호(RE-S)에 동기하여 출력하여, 레이저빔을 변조신호(MO-S)에 따라 변조되게 한다.
레이저빔발생/변조기(12A)와 기준신호발생기(12B)는 I/O인터페이스회로(10D)에 연결되고, 시스템제어부(10)의 제어 하에 구동된다.
레이저빔발생/변조장치(12)는 도 1에 상징적 및 개념적으로 도시된 광섬유(12D)를 통해 광학적으로 연결된 광유닛(12C)을 더 구비한다. 즉, 변조된 레이저빔 은 레이저빔발생/변조기(12A)로부터 광섬유(12D)를 통해 광유닛(12C)에 도입된다. 광유닛(12C)은 변조된 레이저빔을 집속(focusing)하기 위한 광학렌즈계를 구비한다. 즉, 변조된 레이저빔은 광유닛(12D)으로부터 도 1에 상징적 및 개념적으로 도시된 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로서 집속되고 방출된다.
비파괴비접촉분석시스템은 X-Y스테이지(14)를 더 포함하고, 분석 및 평가하려는 실리콘웨이퍼와 같은 대상물이 X-Y스테이지(14)상에 분리가능하게 탑재된다. 도 1에서, 분석하고 평가하려는 실리콘웨이퍼는 참조문자 SW로 표시되어 있다. X-Y스테이지는 그 속에 형성된 중앙개구를 가지며, 실리콘웨이퍼(SW)는 X-Y스테이지(14)의 중앙개구를 통과하는 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로 조사된다.
X-Y스테이지(14)는 실리콘웨이퍼(SW)가 레이저빔(MLB)으로 주사되도록 X-Y스테이지(14)에 대해 정의된 직교X-Y좌표계(16)의 X축 및 Y축을 따라 이동가능하다. 이 때문에, X-Y스테이지는 기계주사시스템(18)과 기계적으로 연계되고, X-Y스테이지(14) 및 기계주사시스템(18) 간의 기계적 연계는 도 1에 점선화살표(BA)에 의해 개념적으로 표현되어 있다. 기계주사시스템은 직교X-Y좌표계(16)의 X축 및 Y축을 따라 X-Y스테이지(14)를 각각 이동하기 위한 2개의 전기구동모터들을 가지고 있고, 이 전기구동모터들은 시스템제어부(10)의 제어 하에 동작되는 구동회로(20)에 의해 구동된다.
실리콘웨이퍼(SW)가 변조되고 집속된 레이저빔(##MLB)으로 주사되는 동안, 일련의 전류들(OBIC)은 주사레이저빔(MLB)으로 조사되는 실리콘웨이퍼(SW)의 스폿영역들에서 유발되고, 이 전류들의 각각은 도 1에 점선으로 도시된 속이 빈 화살표 에 의해 개념적으로 표현되는 자기장(자기플럭스; MF)을 발생한다.
자기장(MF)을 검출하기 위해, 비파괴비접촉분석시스템에는 자력(magnetism)검출장치(22)가 제공되며, 이 자력검출장치는 HTS(High Temperature Superconducting)형 SQUID자기센서(22A), 및 FLL회로를 가진 SQUID제어/처리회로(22B)를 구비한다. HTS형 SQUID자기센서는 1pT(피코테슬라)미만의 매우 작은 자기장밀도를 검출할 수 있다.
SQUID자기센서(22A)는 SQUID제어/처리회로(22B)에 의해 제어되고, 자기장(MF)을 검출하여 검출된 자기장(MF)의 세기에 따라 SQUID신호(SQ-S)를 생성한다. 즉, 실리콘웨이퍼(SW)가 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로 주사되는 동안, 일련의 SQUID신호들(SQ-S)이 생성되고 SQUID자기센서(22A)로부터 SQUID제어/처리회로(22B)에 출력되며, SQUID제어/처리회로에서 일련의 SQUID신호들(SQ-S)은 적절히 처리되어 자기장신호(MF-S)를 생성한다.
도 1에 도시되진 않았지만, 실제로, 자력검출장치(22)는 자기차폐물로 덮여 주변의 자기장으로부터 보호된다. 즉, 주변의 자기장의 밀도가 μT(마이크로테슬라)의 차수이므로, 자력검출장치(22)가 안정적으로 동작될 수 있기 전에 nT(나노테슬라)의 차수로 감소된다.
비파괴비접촉분석시스템에는 또한 2위상형잠금증폭기를 가진 신호추출회로(24)가 제공된다. 도 1로부터 명백하듯이, 자기장신호(MF-S)가 SQUID제어/처리회로(22B)로부터 신호추출회로(24)에 입력되는 동안, 기준신호(RE-S)는 기준신호발생기(12B)로부터 신호추출회로(24)에 입력된다.
신호추출회로(24)의 2위상형잠금증폭기에서는, 기준신호(RE-S)의 주파수성분들과 동일한 주파수성분들이 자기장신호(MF-S)로부터 추출되고 적절히 처리되어 신호추출회로(24)로부터 자기장세기신호(MFI-S)로서 출력된다. 한편, 2위상형잠금증폭기에서는, 자기장신호(MF-S)의 추출된 주파수성분들과 기준신호(RE-S)의 대응하는 펄스들 간의 개별 위상차들이 검출되고 신호추출회로(24)로부터 위상차신호(PDF-S)로서 출력된다.
도 3은 기준신호(RE-S), 변조신호(MO-S), 및 자기장세기신호(MFI-S) 사이의 관계를 개념적으로 보여준다.
도 3에 보인 것처럼, 자기장세기신호(MFI-S)는 기준신호(RE-S)에 따라 자기장신호(MF-S)로부터 추출된 주파수성분들로 구성되고, 이 주파수성분들의 각각은 기준신호(RE-S)의 대응 펄스에 관한 위상차를 특징적으로 보여준다. 도 3에서 자기장세기신호(MFI-S)의 주파수성분과 기준신호(RE-S)의 대응 펄스 사이의 위상차는 참조기호 Δφ에 의해 대표적으로 표시되어 있다. 요컨대, 위상차신호(PDF-S)는 자기장세기신호(MFI-S)의 추출된 주파수성분들과 기준신호(RE-S)의 대응 펄스들 사이의 연속하는 위상차들(Δφ)로 구성된다.
도 3에서는, 자기장세기신호(MFI-S)의 주파수성분들이 편의상 일련의 규칙적인 직사각형펄스들로 도시되었지만, 실제로는, 그 주파수성분들은 규칙적인 직사각형펄스들로 표현될 수는 없다. 즉, 자기장세기신호(MFI-S)의 주파수성분들의 진폭 및 위상차(Δφ)는 주사레이저빔(MLB)으로 조사되는 실리콘웨이퍼(SW)의 스폿영역들에 따라 변화한다.
도 1 및 도 2로부터 명백하듯이, 자기장세기신호(MFI-S)와 위상차신호(PDF-S)는 신호추출회로(24)로부터 시스템제어부(10)의 개별 A/D변환기들(10E 및 10F)에 입력된다.
이 실시예에서, 실리콘웨이퍼(SW)는 그 위에서 정의된 복수개의 반도체칩들을 가지고, 반도체소자는 칩영역들의 각각에 생성된다. 반도체소자들의 각각을 분석하기 위해, 예를 들면 도 4에 개념적으로 보인 바와 같은 방식으로 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로 주사된다. 특히, 도 4에서, 실리콘웨이퍼(SW)상의 칩영역들 중의 하나가 대표적으로 참조문자 CA로 표시되고, 이 칩영역(CA)은 레이저빔(MLB)으로 지그재그화살표(AW)를 따라 주사된다. 참조문자 SS는 주사개시위치를 표시하고, 참조문자 SE는 주사종료위치를 표시한다. 또, 참조문자 SD1은 우측방향(도 4)으로 움직일 때에 칩영역(CA)이 레이저빔(MLB)으로 주사되는 제1주사방향을 나타내고, 참조문자 SD2는 좌측방향(도 4)으로 움직일 때에 칩영역(CA)이 레이저빔(MLB)으로 주사되는 제2주사방향을 나타낸다.
칩영역(CA)이 레이저빔(MLB)으로 도 4에 보인 주사방식으로 주사되는 동안, 자기장세기신호(MFI-S)와 위상차신호(PDF-S)는 개별 A/D변환기들(10E 및 10F)에 의해 8비트 디지털자기장세기데이터(MFI)와 8비트 디지털위상차데이터(PDF)로 변환된다.
칩영역(CA)의 주사가 완료된 때에는, 8비트 디지털자기장세기영상화소데이터(MFIij)의 한 프레임이 연속적으로 변환되는 8비트 디지털자기장세기데이터(MFI)에 기초하여 생성되고, 시스템제어부(10)의 RAM(10C)에 도 5에 개념적으로 보인 것처럼 저장된다. 이 도면으로부터 명백하듯이, 이 실시예에서, 칩영역(CA)상의 자기장세기영상은 m× n개의 영상화소데이터(MFIij)의 프레임으로 구성되고, 이들 영상화소데이터(MFIij)의 각각은 연속하는 10개의 디지털자기장세기데이터(MFI)의 평균값으로 정의된다.
마찬가지로, 칩영역(CA)의 주사가 완료된 때에는, 8비트 디지털위상차영상화소데이터(PDFij)의 한 프레임이 연속 변환되는 8비트 디지털위상차데이터(PDF)에 기초하여 생성되고 시스템제어부(10)의 RAM(10C)에 도 6에 개념적으로 보인 바와 같이 저장된다. 이 도면으로부터 명백하듯이, 칩영역(CA)상의 위상차영상 또한 m× n개의 영상화소데이터(PDFij)의 프레임으로 구성되고, 이들 영상화소데이터(PDFij)의 각각은 연속하는 10개의 디지털위상차데이터(PDF)의 평균값으로 정의된다.
이 실시예에서, 영상화소데이터(PDFij)의 각각은 시스템제어부(10)의 RAM(10C)에 저장되기 전에, 예를 들면, 앞서 정의되고 시스템제어부(10)의 ROM(10B)에 저장된 개념적으로는 도 7에 보인 바와 같은 1차원지도를 이용하는 계조변환처리를 받는다. 도 7로부터 명백하듯이, 예를 들어, 영상화소데이텀(datum)(PDFij)이 -180°의 위상차(Δφ)를 나타내는 경우, 그것은 흑레벨 "255"를 나타내는 영상화소데이텀(PDFij)로 변환된다. 또, 영상화소데이텀(PDFij)이 0°의 위상차를 나타내는 경우, 그것은 중간그레이레벨 "128"을 나타내는 영상화소데이텀 (PDFij)으로 변환된다. 게다가, 영상화소데이텀(PDFij)이 +180°의 위상차(Δφ)를 나타내는 경우, 그것은 백레벨 "000"을 나타내는 영상화소데이텀(PDFij)으로 변환된다.
반면, 필요하다면, -180°의 위상차(Δφ)를 나타내는 영상화소데이텀(PDFij)은 백레벨 "000"을 나타내도록 변환될 수 있고, +180°의 위상차(Δφ)를 나타내는 영상화소데이텀(PDFij)은 흑레벨 "255"를 나타내도록 변환될 수 있다.
도 1에 보인 바와 같이, 비파괴비접촉분석시스템에는 TV모니터(28)와 연계되는 개인용컴퓨터(26)가 더 제공된다. 도 8에 보인 것처럼, 개인용컴퓨터(26)는 마이크로프로세서(26A), 각종 프로그램들 및 상수들을 저장하기 위한 읽기전용메모리(ROM; 26B), 및 입력/출력(I/O)인터페이스회로(26D)를 포함한다. TV모니터(28)는 마이크로프로세서(26A)에 I/O인터페이스회로(26D)를 통해 연결된다.
개인용컴퓨터(26)는 하드디스크(26F)를 구동하기 위한 하드디스크드라이브(26E)를 가지고 있다. 마이크로프로세서(26A)는 하드디스크드라이브(26E)를 통해 하드디스크(26F)상에 각종 데이터를 기록하고, 하드디스크드라이브(26E)를 통해 하드디스크(26F)상의 각종 데이터를 읽는다. 또, 개인용컴퓨터(26)에는 키보드(30)와 마우스(32)가 제공되고 이것들은 I/O인터페이스회로(26D)를 통해 마이크로프로세서(26A)에 연결된다. 키보드(30)는 각종 명령들 및 데이터를 마이크로프로세서(26A)에 입력하는데 사용되고, 마우스(32)는 TV모니터(28)상에 표시된 각종 명령아이템들 중의 어느 하나를 마우스(32) 클릭함으로써 마이크로프로세서(26A)에 명령을 입 력하는데 사용된다.
m× n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들은 시스템제어부(10)로부터 개인용컴퓨터(26)에 공급되고, 개인용컴퓨터(26)의 RAM(26C)에 임시 저장된다. 마이크로프로세서(26A)는 m× n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들을 적절히 처리하여 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)을 생성하고, 자기장세기영상과 위상차영상은 TV모니터(28)상에 개별 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)에 따라 표시된다. 필요하다면 m× n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들은 하드디스크(26F)에 저장되어 보관된다.
도 9a 및 도 9b는 예로써 TV모니터(28)에 표시되는 2개의 실제자기장세기영상들을 보여준다. 도 9a에 보인 자기장세기영상은 실리콘웨이퍼(SW)에 제조된 결함 있는 불량품반도체소자로부터 도출되고, 도 9b에 보인 가기장세기영상은 전술한 바와 동일한 실리콘웨이퍼(SW)에 제조된 양품 반도체소자로부터 도출된다. 불량품반도체소자와 양품반도체소자는 서로 동일하고 6㎜ x 6㎜의 크기를 가진다. 도 9a 및 9b의 비교로부터 명백하듯이, 도 9a 및 9b에 보인 개별 자기장세기영상들은 화살표들(DT1 및 GD1)로 표시된 국소영역들에서 서로 구별된다. 즉, 불량품반도체소자는 화살표(DT1)에 의해 표시된 국소영역에서 결함을 가짐을 알 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 예로써 TV모니터(28)상에 표시되는 2개의 실제위상차영상들을 보여준다. 도 10a에 보인 위상차영상은 전술한 불량품반도체소자로부터 도출되고, 도 10b에 보인 위상차영상은 전술한 양품반도체소자로부터 도출된다. 도 10a 및 10b의 비교로부터 명백하듯이, 도 10a 및 10b에 보인 개별 위상차영상들 또한 화살표들(DT2 및 GD2)로 표시된 국소영역들에서 서로 구별된다. 즉, 불량품반도체소자(도 10a)는 화살표(DT2)로 표시된 국소영역에서 결함을 가진다. 물론, 화살표 (DT2)로 표시된 국소영역은 도 9a에 화살표(DT1)로 표시된 것과 동일 영역이다.
도 9a 및 9b와 도 10a 및 10b에 보인 4개의 실제영상들은 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)의 스폿지름이 10㎛이고 변조신호(MO-S)의 주파수가 100㎑인 조건들 하에서 얻어졌다.
도 9a 및 9b에 보인 자기장세기영상들과 도 10a 및 10b에 보인 위상차영상들을 비교해 보면, 불량품반도체소자에서의 결함의 존재는 자기장세기영상들에서보다는 위상차영상들에서 더 명확히 인식될 수 있다. 즉, 도 10a 및 10b에 보인 위상차영상들을 사용함으로써, 실리콘웨이퍼(SW)에 제조된 반도체소자들을 자기장세기영상들만이 이용되는 경우에 비해 더 정확히 분석하고 평가하는 것이 가능하다.
요컨대, 발명자의 연구로부터, 자기장신호(MF-S)의 주파수성분들과 기준신호(RE-S)의 대응 펄스들 사이의 각각의 위상차들은 반도체소자에 존재하는 결함에 의해 영향을 받아, 자기장세기신호(MFI-S)와 비교해서 반도체소자에서의 결함의 존재를 더 명확히 나타낸다는 것을 발견하였다.
이 실시예에서는, 필요하다면, 자기장세기히스토그램 및 위상차히스토그램이 m× n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 개별 프레임들에 기초하여 생성될 수 있고 TV모니터(28)상에 표시될 수 있다. 자기장세기 및 위상차의 히스토그램들의 생성은 개인용컴퓨터(26)에서 행해질 수도 있다.
도 11a 및 도 11b는 도 9a 및 도 9b에 보인 자기장세기영상들에 기초하여 생성된 2개의 자기장세기히스토그램들을 보여준다. 이 히스토그램들에서는, 8비트 영상화소데이터(MFIij)가 "000"일 때, 그것은 백레벨을 나타내며, 8비트 영상화소데이터(MFIij)가 "128"일 때, 그것은 중간그레이레벨을 나타내고, 8비트 영상화소데이터(MFIij)가 "255"일 때, 그것은 흑레벨을 나타낸다. 도 11a 및 11b의 비교로부터 명백하듯이, 개별 자기장세기히스토그램들은 원 DC1 및 원 GC1에 의해 둘러싸인 부분들에서 서로 구별된다.
도 12a 및 도 12b는 도 10a 및 도 10b에 보인 위상차영상들에 기초하여 생성된 2개의 위상차히스토그램들을 보여준다. 이 히스토그램들에서는, 8비트 영상화소데이터(PDFij)가 "000"(Δφ= -180°)일 때, 그것은 백레벨을 나타내며, 8비트 영상화소데이터(PDFij)가 "128"(Δφ= 0°)일 때, 그것은 중간그레이레벨을 나타내고, 8비트 영상화소데이터(PDFij)가 "255"(Δφ= +180°)일 때, 그것은 흑레벨을 나타낸다. 도 12a 및 12b의 비교로부터 명백하듯이, 개별 위상차히스토그램들은 원 DC21 및 DC22와 GC21 및 GC22에 의해 둘러싸인 부분들에서 서로 구별된다.
도 11a 및 11b와 도 12a 및 12b에 보인 바와 같은 히스토그램들을 이용함으로써, 실리콘웨이퍼(SW)에 제조된 반도체소자들을 도 9a 및 9b와 도 10a 및 10b에 보인 자기장세기 및 위상차 영상들만이 이용되는 경우에 비해 더 정확히 분석 및 평가할 수 있다.
도 13은 시스템제어부(10)의 CPU(10A)에서 실행되는 주루틴의 흐름도를 보여준다. 주루틴의 실행은 비파괴비접촉분석시스템이 파워 온 될 때 시작된다.
단계 1301에서, 주사동작개시신호가 개인용컴퓨터(26)로부터 수신되었는지가 모니터된다. 분석 및 평가하려는 실리콘웨이퍼(SW)가 X-Y스테이지(14)상에 탑재된 후, 주사동작개시신호를 시스템제어부(10)에 공급하기 위한 명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 개인용컴퓨터(26)에 입력되는 경우, 주사동작개시신호는 개인용컴퓨터(26)로부터 시스템제어부(10)에 공급된다.
주사동작개시신호의 수신이 확인된 때에, 제어는 단계 1301로부터 단계 1302로 진행하고, 단계 1302에서는 실리콘웨이퍼(SW)를 위한 위치맞춤(positioning)동작이 기계주사시스템(18)을 적절히 구동함으로써 실행된다. 즉, 실리콘웨이퍼(SW)상의 칩영역(CA)은 이 칩영역(CA)상의 주사개시위치(SS)가 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로써 조사되도록 위치된다. 그 후, 단계 1303에서, 위치맞춤동작이 완료되었는지가 모니터된다.
위치맞춤동작의 완료가 확인되는 때에, 제어는 단계 1303에서 단계 1304로 진행하고, 단계 1304에서는 영상데이터생성루틴이 실행되어 m×n 자기장세기영상화소데이터(MFIij)의 프레임과 m×n 위상차영상화소데이터(PDFij)의 프레임을 생성하여 도 5 및 도 6에서 예로써 보인 바와 같이 시스템제어부(10)의 RAM(10C)에 저장한다. 영상데이터생성루틴은 도 14를 참조하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.
단계 1305에서, 생성된 m×n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들은 시스템제어부(10)의 I/O인터페이스회로(10D)를 통해 개인용컴퓨터(26)에 공급된다.
단계 1306에서, 주사하려는 다른 칩영역(CA)이 실리콘웨이퍼(SW)상에 남아 있는지가 판단된다. 실리콘웨이퍼(SW)상에 다른 칩영역(CA)이 존재하는 경우, 제어는 단계 1302로 되돌아가, 단계들 1302 내지 1305를 포함하는 루틴이 다시 실행된다. 즉, 실리콘웨이퍼(SW)상의 다른 칩영역(CA)은 칩영역(CA)상의 주사개시위치(SS)가 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로써 조사되도록 위치 맞추어지고(단계 1303), 상기 다른 칩영역(CA)상의 m×n 자기장세기영상화소데이터(MFIij)의 프레임및 m×n 위상차영상화소데이터(PDFij)의 프레임이 생성되어 개인용컴퓨터(26)에 공급된다(단계 1304 및 1305).
한편, 단계 1306에서, 주사하려는 칩영역이 실리콘웨이퍼(SW)상에 남아 있지 않은 경우, 제어는 단계 1301로 되돌아가, 단계 1301에서 다른 실리콘웨이퍼(SW)를 분석 및 평가하기 위한 추가의 주사동작개시신호가 개인용컴퓨터(26)로부터 수신되는지가 모니터된다.
도 14는 도 13에 보인 주루틴의 단계 1304의 부루틴으로서 실행되는 영상데이터생성루틴의 흐름도를 보여준다.
단계 1401에서, 초기화가 행해진다. 즉, 카운터들(c, i 및 j)이 "0"으로 초기화되며, 변수들인 SMFI 및 SPDF는 "0"으로 초기화되고, 주사방향지시플래그(SDF)는 "0"으로 초기화된다.
도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 칩영역(CA)이 레이저빔(MLB)으로 제1주사방향(SD1)으로 주사되는 경우 플래그(SDF)는 "0"으로 설정되고, 칩영역(CA)이 레이저빔(MLB)으로 제2주사방향(SD2)으로 주사되는 경우 플래그(SDF)는 "1"로 설정된다.
단계 1402에서, 8비트 디지털자기장세기영상데이텀(MFI)이 A/D변환기(10E)로부터 반입(fetch)된다. 그 후, 단계 1403에서, 다음의 연산이 행해진다:
SMFI <-- SMFI + MFI
단계 1404에서, 8비트 디지털위상차영상데이텀(PDF)은 A/D변환기(10F)로부터 반입된다. 그 후, 단계 1405에서, 반입된 데이텀(PDF)은 도 7에 보인 1차원지도를 이용한 계조변환처리를 받고, 단계 1406에서, 다음의 연산이 행해진다:
SPDF <-- SPDF + PDF
단계 1407에서, 카운터(c)의 카운터수가 "9"에 도달했는지가 모니터된다. 초기단계에서는 c = 0이므로, 제어는 단계 1407로부터 1408로 진행하고, 단계 1408에서는 카운터(c)의 카운터수가 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1402로 되돌아가, 단계 1402 내지 1408을 포함한 루틴은 카운터(c)의 카운터수가 "9"에 도달할 때까지, 즉 각각의 변수들(SMFI 및 SPDF)이 연속하는 10개의 자기장세기데이터(MFI)의 합과 연속하는 10개의 위상차데이터(PDF)의 합에 도달할 때까지 반복된다.
단계 1407에서, 카운터(c)의 카운터수가 "9"에 도달한 것으로 확인되는 경우, 제어는 단계 1407로부터 단계 1409로 진행하고, 단계 1409에서는 다음의 연산들이 행해진다:
MFIij <-- SMFI/10
PDFij <-- SPDF/10
즉, 영상화소데이텀(MFIij)은 자기장세기신호(MFI-S)로부터 얻어진 연속하는 10개의 디지털자기장세기데이터(MFI)의 평균값으로 정의되고, 영상화소데이텀(PDFij)은 위상차신호(PDF-S)로부터 얻어진 연속하는 10개의 위상차데이터(PDF)의 평균값으로 정의된다.
단계 1410에서, 카운터(c)와 변수들(SMFI 및 SPDF)은 "0"으로 리셋된다. 그 후, 단계 1411에서, 주사방향지시플래그(SDF)가 "0" 또는 "1"과 동일한지가 판단된다. 초기단계에서는 SDF = 0이므로, 제어는 단계 1411에서 단계 1412로 진행하고, 단계 1412에서 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달했는지가 모니터된다. 도 5 및 도 6으로부터 명백하듯이, "m"은 자기장세기 및 위상차의 영상들(MFIij, PDFij )의 프레임들의 각각의 수평선에 포함되는 영상화소들의 수를 나타낸다.
초기단계에서 i = 0이므로, 제어는 단계 1412에서 1413으로 진행하고, 단계 1413에서는 카운터(i)의 카운터수가 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1402로 되돌아가, 단계 1402 내지 1413을 포함한 루틴은 카운터(c)의 카운터수가 "m"에 도달할 때까지, 즉 자기장세기 및 위상차 영상들의 프레임들의 수평선들에 포함되는 각각 m개의 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)가 얻어지기까지 반복된다.
단계 1412에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달했다고 확인되는 경우, 즉, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 각각의 2개의 제1수평선들이 생성되었다고 확인된 경우, 제어는 단계 1412에서 단계 1414로 진행하고, 단계 1414에서 주사방향지시플래그(SDF)는 "0"에서 "1"로 변경된다. 그 후, 단계 1415에서, 카운터(j)의 카운터수는 "1"만큼 증가되고, 단계 1416에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달했는지가 모니터된다. 도 5 및 도 6으로부터 명백하듯이, "n"은 자기장세기 및 위상차 영상들(MFIij 및 PDFij)의 프레임들의 각각에 포함되는 수평선들의 수를 나타낸다.
카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하지 않은 경우, 제어는 단계 1416에서 단계 1417로 진행하고, 카운터(i)의 카운터수(m)가 "0"으로 감소되었는지가 모니터된다. i > 0이라면, 제어는 단계 1418로 진행하고 단계 1418에서 카운터(i)의 카운터수는 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1418에서 단계 1402로 되돌아가, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 제2수평선들을 생성한다. 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 제2수평선들이 생성 동안, SDF = 1이기 때문에, 제어는 단계 1411로부터 단계 1416으로 건너뛴다.
단계 1417에서, 카운터(i)의 카운터수가 "0"으로 감소되었음이 확인되는 경우, 즉, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 제2수평선들이 생성되었음이 확인된 경우, 제어는 단계 4117에서 단계 1419로 진행하고, 단계 1419에서 주사방향지시플래그(SDF)는 "1"에서 "0"으로 변경된다. 그 후, 단계 1420에서, 카운터(j) 의 카운터수는 "1"만큼 증가되고, 단계 1421에서 카운터(j)의 카운터수는 "n"에 도달하였는지가 모니터된다.
카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하지 않은 경우, 제어는 단계 1421에서 단계 1402로 되돌아가, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 제2수평선들을 생성한다. 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 제2수평선들의 생성 동안, SDF = 0이기 때문에, 제어는 단계 1411에서 단계 1412로 진행한다.
단계 1416 또는 1421에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하였음이, 즉, 당해 칩영역(CA)이 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)으로 완전히 주사되었음이 확인되면, 제어는 단계 1416 또는 단계 1421에서부터 도 13에 보인 주루틴의 단계 1305로 되돌아간다.
도 15는 개인용컴퓨터(26)의 마이크로프로세서(26A)에서 실행되는 주루틴의 흐름도를 보여준다.
단계 1501에서, 주사동작개시신호를 시스템제어부(10)에 공급하기 위한 신호공급명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 신호공급명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1501에서 단계 1502로 진행하고, 단계 1502에서는 주사동작개시신호가 시스템제어부(10)에 공급된다(도 13의 단계 1301 참조).
단계 1503에서는, 개인용컴퓨터(26)가 시스템제어부(10)로부터 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 2개의 개별 프레임들을 수신하는지가 모니터된다(도 13의 단계 1305 참조). 시스템제어부(10)로부터의 m× n 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들의 수신이 확인되는 경우, 제어는 단계 1504로 진행하여, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들은 개인용컴퓨터(26)의 RAM(26C)에 저장된다.
단계 1505에서, 개별 자기장세기 및 위상차 영상들을 TV모니터(28)상에 표시하기 위한 영상표시명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 영상표시명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1505에서 단계 1506으로 진행하고, 단계 1506에서 개별 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)은 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들에 기초하여 생성된다. 그 후, 단계 1507에서, 자기장세기영상(도 9a 또는 도 9b에 보임)과 위상차영상(도 10a 또는 도 10b에 보임)은 TV모니터(28)상에 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)에 따라 표시된다. 필요하다면, 자기장세기영상 및 위상차영상 중의 하나만이 TV모니터(28)상에 선택적으로 표시될 수 있다.
단계 1508에서는, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들을 하드디스크(26F)에 저장하기 위한 영상데이터저장명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되었는지가 확인된다. 영상데이터저장명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1508에서 단계 1509로 진행하고, 단계 1509에서 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들은 하드디스크드라이브(26E)를 통해 하드디스크(26F)에 저장된다.
단계 1510에서, 참고용 영상을 TV모니터(28)상에 표시하기 위한 참고용영상표시명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되었는지가 확인된다. 참고용 영상은 양품반도체소자(도 9b 및 10b 참조)로부터 도출되고 하드디스크(26F)에 영상화소데이터의 프레임으로서 미리 저장된다. 참고용 영상의 표시명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1510에서 단계 1511로 진행하고 단계 1511에서 영상화소데이터의 대응 프레임은 하드디스크(26F)로부터 독출된다. 그 후, 단계 1512에서, 독출된 영상화소데이터의 프레임에 기초하여 비디오신호가 생성되고, 단계 1513에서는, 생성된 비디오신호에 따라 TV모니터(28)상에 참고용 영상이 표시된다. 예를 들어, 참고용 영상이 위상차영상인 경우, 예로써 도 10a 및 10b에 보인 바와 같이 단계 1507에서 표시된 위상차영상을 참고용 위상차영상과 비교하는 것이 가능하다.
단계 1514에서, 영상화소데이터(MFIij 및 PDFij)의 프레임들로부터 개별 히스토그램데이터를 생성하기 위한 히스토그램생성명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다.
히스토그램생성명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1514로부터 단계 1515로 진행하고, 단계 1515에서 히스토그램생성루틴이 실행되어 자기장세기히스토그램데이터 및 위상차히스토그램데이터를 생성한다. 영상데이터생성루틴은 도 14를 참조하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.
단계 1516에서, 개별 자기장세기 및 위상차 히스토그램들을 TV모니터(28)상 에 표시하기 위한 히스토그램표시명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 히스토그램표시명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1516에서 단계 1517로 진행하고 단계 1517에서 자기장세기 및 위상차의 히스토그램들을 위한 개별 비디오신호들이 전술한 히스토그램데이터에 기초하여 생성된다. 그 후, 단계 1518에서, 자기장세기히스토그램(도 11a 또는 11b에 보임)과 위상차히스토그램(도 12a 또는 12b에 보임)은 자기장세기 및 위상차 히스토그램들을 위한 비디오신호들에 따라 TV모니터(28)상에 표시된다. 필요하다면, 자기장세기히스토그램 및 위상차 히스토그램 중의 하나만이 TV모니터(28)상에 선택적으로 표시될 수 있다.
단계 1519에서, 전술한 히스토그램데이터를 하드디스크(26F)에 저장하기 위한 히스토그램데이터저장명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 히스토그램데이터저장명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1519에서 단계 1520으로 진행하고, 단계 1520에서 히스토그램데이터는 하드디스크드라이브(26E)를 통해 하드디스크(26F)에 저장된다.
단계 1521에서, 참고용 히스토그램을 TV모니터(28)상에 표시하기 위한 참고용히스토그램표시명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 참고용 히스토그램은 양품반도체소자(도 11b 또는 12b 참조)로부터 도출되고 하드디스크(26F)상에 히스토그램데이터로서 미리 저장된다. 참고용히스토그램표시명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1521에서 단계 1522로 진행하고, 단계 1522에서 대응하는 히스토그램데이터는 하드 디스크(26F)로부터 독출된다. 그 후, 단계 1523에서, 독출된 히스토그램데이터에 기초하여 비디오신호가 생성되고, 단계 1524에서는, 히스토그램데이터를 위한 생성된 비디오신호에 따라 TV모니터(28)상에 참고용 히스토그램이 표시된다. 예를 들어, 참고용 히스토그램이 위상차히스토그램인 경우, 도 12a 및 12b에서 예로써 보인 바와 같이 단계 1518에서 표시되는 위상차히스토그램을 참고용 위상차히스토그램과 비교하는 것이 가능하다.
단계 1525에서는, 표시된 영상들 및/또는 히스토그램들을 TV모니터(28)로부터 제거하기 위한 영상제거명령이 키보드(30) 또는 마우스(32)의 조작에 의해 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지가 모니터된다. 영상제거명령의 입력이 확인되는 경우, 제어는 단계 1525에서 단계 1526으로 진행하고, 단계 1526에서는 표시된 영상들 및/또는 히스토그램들이 TV모니터(28)로부터 제거된다.
즉, 개인용컴퓨터(26)에서는, 각종 명령들이 마이크로프로세서(26A)에 입력되는지를 판단하기 위해 항상 모니터되고, 명령의 입력이 확인되는 경우, 대응하는 처리가 수행된다.
도 16은 도 15에 보인 주루틴의 단계 1515에서의 부루틴으로서 실행되는 히스토그램생성루틴의 흐름도를 보여준다. 각각의 자기장세기 및 위상차 히스토그램데이터의 생성을 위해, 256개의 빈도(frequency)들인 MFQk(000, 001, ..., 254 및 255)과 256개의 빈도들인 PDQk(000, 001, ..., 254 및 255)이 개인용컴퓨터(26)의 RAM(26C)에서 정의된다.
단계 1601에서, 초기화가 행해진다. 즉, 카운터들(i 및 j)은 "0"으로 초기화되고, 256개의 빈도들인 MFQk(000, 001, ..., 254 및 255)은 "0"으로 초기화된다.
단계 1602에서, 화소데이텀(MFIij)은 RAM(26C)으로부터 독출된다. 그 후, 단계 1603에서는, 독출된 화소데이텀(MFIij)의 밀도(계조)레벨(k)에 대응하는 빈도 MFQk가 RAM(26C)으로부터 독출된다. 예를 들어, 독출된 화소데이텀(MFIij)이 밀도레벨 "122"를 나타내는 경우, 빈도 MFQ122가 RAM(26C)로부터 독출된다.
단계 1604에서, 다음의 연산이 행해진다:
MFQk <-- MFQk +1
단계 1605에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달하였는지가 모니터된다. 초기단계에서는 i = 0이므로, 제어는 단계 1605에서 단계 1606으로 진행하고 단계 1606에서 카운터(i)의 카운터수는 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1602로 되돌아가, 단계 1602 내지 1606을 포함한 루틴은 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달할 때까지, 즉 제1수평선(j = 0)에 포함된 영상화소데이터(MFIij)가 RAM(26C)로부터 독출되기까지 반복된다.
단계 1605에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달한 것으로 확인되는 경우, 제어는 단계 1605에서 단계 1607로 진행하고 단계 1607에서 카운터(i)는 "0"으로 리셋된다. 그 후, 단계 1608에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달했는지가 모니터된다.
초기단계에서는 j = 0이므로, 제어는 단계 1608에서 단계 1609로 진행하고, 단계 1609에서 카운터(j)의 카운터수는 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1602로 되돌아가고, 단계 1602 내지 1606을 포함한 루틴은 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달할 때까지(단계 1605), 즉 제2수평선(j = 1)에 포함된 영상화소데이터(MFIij)가 RAM(26C)로부터 독출될 때까지 반복된다.
단계 1605에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달하였음이 확인되는 경우, 즉, 제2수평선(j = 1)에 포함된 모든 영상화소데이터(MFIij)가 RAM(26C)으로부터 독출됨이 확인되는 경우, 제어는 단계 1605에서 단계1607로 진행한다. 즉, 단계 1602 내지 1609를 포함한 루틴은 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달할 때까지(단계 1608), 즉 영상화소데이터(MFIij)의 프레임이 RAM(26C)로부터 완전히 독출되기까지 반복된다.
영상화소데이터(MFIij)의 프레임의 독출이 완료된 경우, 256개의 빈도들(MFQk)은 자기장세기영상(MFIij)을 위한 전술한 히스토그램데이터를 형성한다.
단계 1608에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하였음이 확인되는 경우, 제어는 단계 1608에서 단계 1610으로 진행하고, 단계 1610에서 카운터(j)는 "0"으로 리셋되고 256개의 빈도들인 PDQk(000, 001, ..., 254 및 255)은 "0"으로 초기화된다.
단계 1611에서, 화소데이텀(PDFij)은 RAM(26C)로부터 독출된다. 그 후, 단계 1612에서, 독출된 화소데이텀(PDFij)의 밀도(계조)레벨(k)에 대응하는 빈도(PDQk)는 RAM(26C)로부터 독출된다. 예를 들어, 독출된 화소데이텀(PDFij)이 밀도레벨 "133"을 나타내는 경우, 빈도 MFQ133이 RAM(26C)로부터 독출된다.
단계 1613에서, 다음의 연산이 행해진다:
PDQk <-- PDQk + 1
단계 1614에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달하였는지가 모니터된다. 초기단계에서는 i = 0이므로, 제어는 단계 1614에서 단계 1615로 진행하고, 단계 1615에서 카운터(i)의 카운터수는 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1611로 되돌아가고, 단계 1602 내지 1606을 포함한 루틴은 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달할 때까지, 즉 제1수평선(j = 0)에 포함된 영상화소데이터(PDFij)가 RAM(26C)로부터 독출될 때까지 반복된다.
단계 1614에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달하였다고 확인되는 경우, 제어는 단계 1614에서 단계 1616으로 진행하고, 단계 1616에서 카운터(i)는 "0"으로 리셋된다. 그 후, 단계 1617에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하였는지가 모니터된다.
초기단계에서는 j = 0이므로, 제어는 단계 1617에서 단계 1618로 진행하고, 단계 1618에서 카운터(j)의 카운터수는 "1"만큼 증가된다. 그 후, 제어는 단계 1611로 되돌아가고, 단계 1611 내지 1615를 포함한 루틴은 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달할 때까지(단계 1614), 즉 제2수평선(j = 1)에 포함된 영상화소데이터 (PDFij)가 RAM(26C)로부터 독출될 때까지 반복된다.
단계 1614에서, 카운터(i)의 카운터수가 "m"에 도달하였음이 확인되는 경우, 즉, 제2수평선(j = 1)에 포함된 모든 영상화소데이터(PDFij)가 RAM(26C)로부터 독출된 경우, 제어는 단계 1614에서 단계 1616으로 진행한다. 즉, 단계 1611 내지 1618을 포함한 루틴은 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달할 때까지(단계 1617), 즉 영상화소데이터(PDFij)의 프레임이 RAM(26C)으로부터 완전히 독출될 때까지 반복된다.
영상화소데이터(PDFij)의 프레임의 독출이 완료된 경우, 256개의 빈도들(PDQk)은 위상차영상(PDFij)을 위한 전술한 히스토그램데이터를 형성한다.
단계 1617에서, 카운터(j)의 카운터수가 "n"에 도달하였음이 확인되는 경우, 제어는 도 15의 주루틴의 단계 1515로 되돌아간다.
전술한 실시예에서는 X-Y스테이지(14)가 변조되고 집속된 레이저빔(MLB)에 대해 이동하여 실리콘웨이퍼(SW)를 레이저빔(MLB)으로 주사하였지만, 주사동작은 실리콘웨이퍼(SW)에 대해 레이저빔(MLB)을 편형시킴으로써 또는 X-Y스테이지의 이동 및 레이저빔(MLB)의 편형을 조합하여 수행하여도 좋다.
또, 전술한 실시예에서는 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)이 개인용컴퓨터(26)에서 생성되었지만, 비디오신호들(MFI-VS 및 PDF-VS)의 생성은 필요하다면 시스템제어부(10)에서 행해져도 좋다. 마찬가지로, 자기히스토그램데이터가 개인용컴퓨터(26)에서 생성되었지만, 필요하다면 히스토그램데이터의 생성은 시스템제어부 (10)에서 행해져도 좋다.
게다가, 전술한 실시예에서는 실리콘웨이퍼(SW)가 X-Y스테이지(14)상에 탑재되었지만, 실리콘웨이퍼(SW)로부터 다이싱절단(dicing)된 반도체소자 또는 칩이 X-Y스테이지(14)상에 탑재되어도 좋다.
끝으로, 이 기술분야의 당업자에게는 전술한 상세한 설명이 본 발명의 시스템의 바람직한 실시예라는 점과 다양한 변경들 및 변형들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 대상물로부터 자기장세기영상 외에도 위상차영상을 획득하여 표시할 수 있도록 함으로써, 대상물이 양품인지 불량품인지를 더 확실하게 평가할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. 또, 본 발명은 자기장세기나 위상차의 영상 외에도 자기장세기히스토그램이나 위상차히스토그램도 표시할 수 있도록 함으로써 분석 및 평가의 정확성을 더욱 높일 수 있는 효과도 제공한다.

Claims (26)

  1. 대상물(SW)을 분석 및 평가하기 위한 비파괴비접촉분석시스템에 있어서,
    변조되고 집속된 광빔(MLB)을 방출하여 대상물(SW)을 조사하는 광빔발생/변조장치로서, 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)의 변조는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)와 동기되는 변조신호(MO-S)로써 수행되는 광빔발생/변조장치(12);
    상기 변조되고 집속된 광빔으로 상기 대상물을 조사함으로써 유발된 전류에 의해 발생되는 자기장(MF)을 검출하여, 자기장신호(MF-S)를 생성하는 자력검출장치(22);
    상기 기준신호(RE-S) 및 상기 자기장신호(MF-S) 사이의 위상차신호(PDF-S)를 추출하는 신호추출회로(24); 및
    상기 위상차신호(PDF-S)에 기초하여 위상차영상데이터(PDFij)를 생성하는 영상데이터생성시스템(도 14)을 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 대상물을 주사하여 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 조사되는 대상물의 스폿영역들에서 일련의 전류들을 유발하는 주사시스템(14, 18, 20)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 영상데이터생성시스템은 상기 위상차영상데이터(PDFij)의 계조들을 소정의 계조특성(도 7)에 따라 변환하는 계조변환시스템(단계 1405)을 구비하는 비파괴비접촉분석시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초하여 위상차영상(도 10a 및 도 10b)을 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차영상(도 10a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상데이터에 기초한 참고용 위상차영상(도 10b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a 및 12b)을 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램( 도 12a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상에 기초한 참고용 위상차히스토그램(도 12b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 신호추출회로(24)는 상기 신호추출회로(24)에 의해 상기 자기장신호(MF-S)로부터 자기장세기신호(MFI-S)를 추출하고, 상기 영상데이터생성시스템(도 14)은 상기 자기장세기신호(MFI-S)에 기초하여 자기장세기영상데이터(MFIij)를 생성하는 비파괴비접촉분석시스템.
  9. 제8항에 있어서, 자기장세기영상(도 9a 및 9b) 및 위상차영상(도 10a 및 10b)을 상기 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 각각 기초하여 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 자기장세기영상데이터 및 위상차영상데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9a 및 도 10a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9b 및 도 10b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  11. 제8항에 있어서, 각각의 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 11b와 도 12a 및 12b)을 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 각각 기초하여 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  12. 제8항에 있어서, 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 각각 기초한 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 도 12a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기히스토그램 및 위상차히스토그램 영상들에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11b 및 도 12b)과 함께 표시하는 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)을 더 포함하는 비파괴비접촉분석시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)은 상기 광빔발생/변조장치(12)로부터 변조되고 집속된 레이저빔으로서 방출되는 비파괴비접촉분석시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 자력검출장치(22)는 대상물에서 발생된 상기 자기장들(MF)을 상기 전류들의 각각에 의해 검출하는 SQUID(Superconducting Quantum Interface Device)자기센서를 구비하는 비파괴비접촉분석시스템.
  15. 대상물(SW)을 분석 및 평가하기 위한 비파괴비접촉분석방법에 있어서,
    변조되고 집속된 광빔(MLB)을 방출하여 대상물(SW)을 조사하는 단계로서, 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)의 변조는 일련의 규칙적인 펄스들로 구성된 기준신호(RE-S)와 동기되는 변조신호(MO-S)로써 수행되는 단계;
    상기 변조되고 집속된 광빔으로 상기 대상물을 조사함으로써 전류를 유발시키는 단계;
    상기 유발된 전류에 의해 발생되는 자기장(MF)을 검출하여, 자기장신호(MF-S)를 생성하는 단계;
    상기 기준신호(RE-S) 및 상기 자기장신호(MF-S) 사이의 위상차신호(PDF-S)를 추출하는 단계; 및
    상기 위상차신호(PDF-S)에 기초하여 위상차영상데이터(PDFij)를 생성하는 단계를 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전류를 유발시키는 단계는 상기 변조되고 집속된 광빔(MLB)으로 대상물(SW)을 주사하여, 상기 변조되고 집속된 광빔으로 조사되는 대상물의 스폿영역들에서 일련의 전류들을 유발하는 단계인 비파괴비접촉분석방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)는 상기 위상차영상데이터(PDFij)의 계조들이 소정의 계조특성(도 7)에 따라 변환되도록 계조변환처리되는 비파괴비접촉분석방법.
  18. 제15항에 있어서, 위상차영상데이터(PDFij)에 기초하여 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)에 위상차영상(도 10a 및 도 10b)을 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차영상(도 10a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상데이터에 기초한 참고용 위상차영상(도 10b)과 함께 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505 및 1510)에 표시함으로써, 상기 위상차영상이 상기 참고용 위상차영상과 비교될 수 있게 하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a 및 12b)을 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516)에 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  21. 제15항에 있어서, 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 기초한 위상차히스토그램(도 12a)을 미리 준비된 참고용 위상차영상에 기초한 참고용 위상차히스토그램(도 12b)과 함께 영상표시시스템(26, 28; 단계 1516 및 1521)에 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  22. 제15항에 있어서, 상기 자기장신호(MF-S)를 생성하는 단계 후에 상기 자기장신호(MF-S)로부터 자기장세기신호(MFI-S)를 추출하는 단계를 더 포함하고, 상기 위상차신호(PDF-S)를 추출하는 단계 후에 상기 자기장세기신호(MFI-S)에 기초하여 자기장세기영상데이터(MFIij)를 생성하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 각각 기초하여 자기장세기영상(도 9a 및 9b) 및 위상차영상(도 10a 및 10b)을 영상표시시스템(26, 28; 단계 1505)에 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9a 및 도 10a)을 미리 준비된 참고용 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 영상들(도 9b 및 도 10b)과 함께 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 자기장세기영상데이터(MFIij) 및 상기 위상차영상데이터(PDFij)에 각각 기초한 자기장세기히스토그램(도 11a 및 11b) 및 위상차히스토 그램(도 12a 및 12b)을 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 자기장세기영상 및 위상차영상 데이터(MFIij 및 PDFij)에 기초한 각각의 자기장세기 및 위상차 히스토그램들(도 11a 및 도 12a)을 미리 준비된 자기장세기 및 위상차 영상들에 기초한 각각의 참고용 자기장세기 및 위상차 히스토그램들과 함께 표시하는 단계를 더 포함하는 비파괴비접촉분석방법.
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