CN109540853B - 用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露涉及用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统及方法。样本的缺陷检测及光致发光测量将斜照明波长光束引导到样本的一部分上；将用于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光的法线照明波长光束引导到样本的一部分上；收集来自样本的缺陷散射辐射或光致发光辐射；将来自样本的所述辐射分离成可见光谱中的辐射的第一部分、包含法线照明波长光的辐射的第二部分及包含斜照明波长光的辐射的至少第三部分；测量辐射的第一部分、辐射的第二部分或辐射的第三部分的一或多个特性；基于辐射的第一部分、辐射的第二部分或辐射的第三部分的经测量的一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷或一或多个散射缺陷。

Description

用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统及方法
本申请是申请日为2014年06月25日，申请号为“201480046386.8”，而发明名称为“用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统及方法”的申请的分案申请。
相关申请案的交叉参考
本申请案涉及且主张来自以下列出的申请案(“相关申请案”)的最早可用有效申请日期的权益(举例来说，主张除临时专利申请案以外的最早可用优先权日期或根据35USC§119(e)主张对于临时专利申请案、对于相关申请案的任何及全部上一代(parent)、上两代(grandparents)、上三代(great-grandparents)等等申请案的权益)。
相关申请案：
出于USPTO非法定要求的目的，本申请案构成2013年6月26日申请的命名罗曼·萨珮(ROMAIN SAPPEY)为发明者的题为“光致发光及缺陷检查系统及方法(PHOTOLUMINESCENCE AND DEFECT INSPECTION SYSTEMS AND METHODS)”的申请序列号为61/839,494的美国临时专利申请案的正式(非临时)专利申请案。
技术领域
本发明大体上涉及缺陷的检测及分类，且更特定来说，本发明涉及光致发光缺陷及散射缺陷的检测及分类。
背景技术
随着对于不断缩小的半导体装置的需求持续增加，因此对于用于缺陷识别及分类的经改进检查工具的需求也将增加。影响所制造装置的品质的缺陷可包含(举例来说)堆垛层错缺陷及基面位错(basal plane dislocation)缺陷。堆垛层错缺陷及基面位错在当使用紫外光刺激时显示弱光致发光符号。当前检查工具并不能有效地测量光致发光缺陷连同散射类型缺陷。因而，期望提供用以消除先前技术的缺陷的经改进方法及系统。
发明内容
揭示一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统。在一个方面中，所述系統可包含(但不限于)：斜入射辐射源，其经配置以沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长的光束引导到样本的一部分上；法线入射辐射源，其经配置以沿着实质上垂直于样本的表面的方向将不同于斜照明波长的法线照明波长的光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；样本台组合件，其经配置以紧固样本且选择性致动样本以便使用至少斜入射辐射源及法线入射辐射源执行扫描过程；一组收集光学器件，其经配置以收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、及包含斜照明波长的辐射的至少第三部分；检测子系统，其包含用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第一部分的一或多个特性的第一传感器、用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第二部分的一或多个特性的第二传感器及用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第三部分的一或多个特性的至少第三传感器；以及控制器，其以通信方式耦合到第一传感器、第二传感器及第三传感器，所述控制器经配置以：基于由第二传感器及第三传感器测量的一或多个特性中的至少一者来检测一或多个散射缺陷；以及基于由第一传感器测量的一或多个特性、由第二传感器测量的一或多个特性及由第三传感器测量的一或多个特性中的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述系统包含(但不限于)：斜入射辐射源，其经配置以沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长的光束引导到样本的一部分上；法线入射辐射源，其经配置以沿着实质上垂直于样本的表面的方向将不同于斜照明波长的法线照明波长的光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；样本台组合件，其经配置以紧固样本且选择性致动样本以便使用至少斜入射辐射源及法线入射辐射源执行扫描过程；一组收集光学器件，其经配置以收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、包含斜照明波长的辐射的第三部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第四部分；检测子系统，其包含用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第一部分的一或多个特性的第一传感器、用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第二部分的一或多个特性的第二传感器、用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第三部分的一或多个特性的第三传感器、及用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第四部分的一或多个特性的至少第四传感器；以及控制器，其以通信方式耦合到第一传感器、第二传感器及第三传感器，所述控制器经配置以：基于由第二传感器及第三传感器中的至少一者测量的光来检测一或多个散射缺陷；以及通过将在样本的不存在光致发光缺陷的区域中来自第一传感器、第二传感器、第三传感器及第四传感器中的至少一者的信号与从样本的经测量区域获取的来自第一传感器、第二传感器、第三传感器及第四传感器中的至少一者的信号进行比较，基于由第一传感器、第二传感器、第三传感器及第四传感器中的至少一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述系统包含(但不限于)：法线入射辐射源，其经配置以沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长的光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；样本台组合件，其经配置以紧固样本且选择性致动样本以便使用至少斜入射辐射源及法线入射辐射源执行扫描过程；一组收集光学器件，其经配置以收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第三部分；检测子系统，其包含用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第一部分的一或多个特性的第一传感器、用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第二部分的一或多个特性的第二传感器、及用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第三部分的一或多个特性的至少第三传感器；以及控制器，其以通信方式耦合到第一传感器、第二传感器及第三传感器，所述控制器经配置以：基于由第二传感器测量的光来检测一或多个散射缺陷；及通过将在样本的不存在光致发光缺陷的区域中来自第一传感器及第三传感器中的至少一者的信号与从样本的经测量区域获取的来自第一传感器及第三传感器中的至少一者的信号进行比较，基于由第一传感器及第三传感器中的至少一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述系统包含(但不限于)：法线入射辐射源，其经配置以沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长的光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；样本台组合件，其经配置以紧固样本且选择性致动样本以便使用至少斜入射辐射源及法线入射辐射源执行扫描过程；一组收集光学器件，其经配置以收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自样本的辐射分离成光致发光辐射的多个部分，每一部分包含由样本的一或多个光致发光缺陷发射的辐射的不同光谱范围中的一或多个波长；检测子系统，其包含多个传感器，每一传感器适于测量由滤波器子系统传输的光致发光辐射的所述多个部分中的一者的一或多个特性；以及控制器，其以通信方式耦合到所述多个传感器中的每一者，所述控制器经配置以：通过将在样本的不存在光致发光缺陷的区域中来自所述多个传感器中的至少一者的信号与从样本的经测量区域获取的来自所述多个传感器中的至少一者的信号进行比较，基于由所述多个传感器中的每一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷；及基于由所述多个传感器中的每一者测量的一或多个信号对一或多个经检测光致发光缺陷进行分类。
揭示一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法。在一个实施例中，所述方法可包含(但不限于)：沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上；沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长光的辐射的第二部分、及包含斜照明波长光的辐射的至少第三部分；测量辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的一或多个特性；基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷；及通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述方法可包含(但不限于)：沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上；沿着实质上垂直于样本的表面的方向引导法线照明波长光束，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、包含斜照明波长的辐射的第三部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第四部分；测量辐射的第一部分的一或多个特性、辐射的第二部分的一或多个特性、辐射的第三部分的一或多个特性及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者；基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷；及通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述方法可包含(但不限于)：沿着实质上垂直于样本的表面的方向引导法线照明波长光束，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第三部分；测量辐射的第一部分的一或多个特性、辐射的第二部分的一或多个特性及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者；基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷；及通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
在另一方面中，所述方法可包含(但不限于)：沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；将来自样本的辐射分离成光致发光辐射的多个部分，每一部分包含由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光的不同光谱范围中的一或多个波长；测量光致发光辐射的所述多个部分中的每一者的一或多个特性；基于光致发光辐射的所述多个部分中的每一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷；及基于与光致发光辐射的所述多个部分中的每一者相关联的一或多个信号对一或多个经检测光致发光缺陷进行分类。
在另一方面中，所述方法可包含(但不限于)：沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上，其中所述法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上；收集来自样本的辐射，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者；将来自样本的辐射分离成光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的近紫外(NUV)部分；测量光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分的一或多个特性；基于光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分的经测量的一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷；及基于与光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分相关联的一或多个信号对一或多个经检测光致发光缺陷进行分类。
应理解，前述一般描述及以下详细描述两者均仅为示范性及阐释性的，且未必如所主张般限制本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且连同所述一般描述用以阐释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更好地理解本发明的众多优点，其中；
图1A说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统的简化示意图。
图1B说明根据本发明的一个实施例的叠加于光致发光光谱上的一组光谱集成频格(bin)。
图1C说明根据本发明的一个实施例的螺旋扫描检查系统的检查路径的概念视图。
图1D说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统的简化示意图。
图1E说明根据本发明的一个实施例的叠加于光致发光光谱上的一组光谱集成频格。
图1F说明根据本发明的一个实施例的在暗对比模式及亮对比模式中获取的堆垛层错缺陷及基面错位的成像数据。
图1G说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统的简化示意图。
图1H说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统的简化示意图。
图1I说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统的简化示意图。
图1J说明根据本发明的一个实施例的叠加于光致发光光谱上的一组光谱集成频格。
图2为说明根据本发明的实施例的在用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法中执行的步骤的过程流程图。
图3为说明根据本发明的实施例的在用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法中执行的步骤的过程流程图。
图4为说明根据本发明的实施例的在用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法中执行的步骤的过程流程图。
图5为说明根据本发明的实施例的在用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法中执行的步骤的过程流程图。
图6为说明根据本发明的实施例的在用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法中执行的步骤的过程流程图。
具体实施方式
应理解，前述一般描述及以下详细描述两者均仅为示范性及阐释性的，且未必如所主张般限制本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且连同所述一般描述用以阐释本发明的原理。现将详细参考所揭示的标的物，所述标的物说明于附图中。
大体上参考图1A到1J描述根据本发明的用于样本上的缺陷检测及光致发光测量及缺陷分类的系统。本文中应注意，在使用紫外(UV)辐射(举例来说，λ<385nm)激发时，存在于半导体装置层中的某些结晶缺陷(例如堆垛层错(SF)及基面位错(BPD))可产生特性的、虽然弱的发光符号。举例来说，当使用紫外光照明时，与宽带隙半导体功率装置(举例来说，基于碳化硅的功率装置或基于氮化镓的功率装置)的外延层相关联的堆垛层错缺陷及基面缺陷可发射光致发光的光。在基于碳化硅(SiC)的功率装置的情况下，用以在相关联堆垛层错中刺激光致发光的紫外光可大致对应于4H-SiC带隙，即通常用于功率装置工业中的外延层生长的SiC多型体。
系统100的各种实施例(举例来说，图1A)部分针对用于在单一平台(举例来说，定位于相同光学头中)中同时执行光致发光(PL)映像及缺陷检测的光学架构及分析过程。特定来说，在一些实施例中，本发明可允许在给定样本(例如基于宽带隙半导体的功率装置)的衬底及外延层部分中的散射及光致发光缺陷检测。另外，本发明的各种实施例可利用螺旋扫描检查配置(举例来说，科磊(KLA-TENCOR)的SURFSCAN系统)实施散射及光致发光缺陷检测，所述螺旋扫描检测配置因为避免了减速、停止及定向变化而提供较快检查过程。
本发明提供可调谐光学架构，从而允许给定传感器检测给定光致发光光谱的选定部分(即，光谱频格)。如图1B中展示，当使用紫外光激发时，含有多种类型的光致发光缺陷(例如堆垛层错缺陷或基面缺陷)的样本可产生稳健的光致发光光谱134(举例来说，参见图1B的峰值143b到143d)。应进一步注意，每一类型的堆垛层错可产生特有的光致发光光谱特征，例如光致发光峰值的位置。举例来说，如图1B中展示，当使用325nm激光器激发时，4S类型的堆垛层错可在约460nm处显示峰值，当使用325nm激光器激发时，2S类型的堆垛层错可在约500nm处显示峰值，且当使用325nm激光器激发时，条型堆垛可在约420nm处显示峰值。本发明可独立测量与给定样本相关联的光致发光光谱的选定光谱频带，且基于所述测量来检测构成的光致发光缺陷及/或对其进行分类(举例来说，对样本中的堆垛层错的类型进行分类)。本文中应注意，虽然图1B中所描绘的光谱是使用325nm UV激光器获取的，但是在使用不同于325nm的波长的激光器(例如但不限于，355nm激光器)产生的光谱中也观察到图1B中所显示的原理。
图1A说明根据本发明的一个实施例的用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统100的框图视图。在一个实施例中，系统100包含斜入射辐射源103，斜入射辐射源103经配置以沿着相对于样本104的表面倾斜的方向将具有斜照明波长λO的光束101(举例来说，激光束)引导到样本104的一部分上。在另一实施例中，系统100包含法线入射辐射源102，法线入射辐射源102经配置以沿着垂直于样本104的表面的方向(经由一或多个光学元件)将具有法线照明波长λN的光束110(举例来说，激光束)引导到样本104的一部分上。斜入射辐射源103可发射任何波长或任何范围的波长的光。此外，斜入射辐射源103可包含所属领域中已知的任何辐射源。举例来说，斜入射辐射源103可包含(但不限于)激光器。在一个实施例中，斜入射辐射源103可包含可见光谱激光器。举例来说，斜入射辐射源103可包含(但不限于)能够发射405nm光的激光器。在替代实施例中，斜入射辐射源103可包含紫外光谱激光器。
在一个实施例中，系统100可通过收集及分析由样本104的表面上(或中)的一或多个缺陷弹性散射的斜入射光来检测所述一或多个缺陷。本文中应注意，在本发明的至少一些配置中，包含斜入射辐射源103及对应检测子系统允许系统100以暗场模式操作。本文中应进一步注意，来自斜入射源103的光有助于样本104的表面处的凹坑缺陷与颗粒缺陷之间的区分，因为颗粒缺陷比凹坑缺陷对以斜角照射衬底的光显示更强的响应。因而，基于在对应于斜入射光的波长(举例来说，405nm)(或波长范围)处的经测量响应，可将样本表面处的一或多个缺陷分类为凹坑缺陷或颗粒缺陷(举例来说，经由控制器141进行分类)。在2011年3月13日颁予给傅耶兹-伊拉凡尼(Vaez-Iravani)等人的第6,201,601号美国专利中描述了适于在凹坑缺陷与颗粒缺陷之间区分的检查系统及方法，所述专利的全文以引用的方式并入本文中。
法线入射辐射源102可发射适于刺激样本104的表面的一或多个光致发光缺陷(例如定位于样本104的外延层中的堆垛层错缺陷)以发射光致发光的光的任何波长或任何范围的波长的光。举例来说，法线入射辐射110可包含紫外光。在一个实施例中，法线入射辐射110的波长λN小于斜入射辐射101的波长λO。例如，法线入射辐射110可包含具有355nm的波长的紫外光，而斜入射辐射101可具有405nm的波长。此外，法线入射辐射源102可包含所属领域中已知的任何辐射源。举例来说，法线入射辐射源102可包含(但不限于)激光器。例如，法线入射辐射源102可包含(但不限于)紫外激光器，例如紫外连续波(CW)激光器。举例来说，法线入射辐射源102可包含(但不限于)能够发射355nm光的紫外激光器。本文中应注意，355nm UV光适于刺激样本的堆垛层错缺陷中的光致发光发射。应进一步注意，355nm波长并非为限制，且仅出于说明目的而提供。本文中应认识到，本发明的法线入射光源102可利用不同波长的光以刺激不同类型的光致发光缺陷中的光致发光发射。
除本文中先前描述的光致发光刺激的方面之外，系统100还可通过收集及分析由样本104的表面上的一或多个缺陷弹性散射的法线入射光来检测所述一或多个缺陷。就此点而言，在本发明的至少一些应用中，法线入射辐射源102及对应检测子系统允许系统100以暗场模式操作。
本文中应注意，术语“斜照明波长”及“法线照明波长”并非为限制性的，且仅出于说明及清楚目的而提供。
在一个实施例中，系统100包含经配置以从样本104收集辐射的一组收集光学器件106。收集光学器件106可包含收集器108，收集器108定位于样本104上方且经配置以从样本104收集光且将所收集的光引导到滤波器子系统115的输入且接着到系统100的各种传感器上。
在另一实施例中，从样本104发出的辐射112可包含由样本104的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本104的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射。举例来说，收集器108经配置以从样本104收集经散射及/或辐射的光。例如，在来自法线入射源102的光110及/或来自斜入射源103的光101照射于样本104的表面(举例来说，样本的外延层或样本的衬底)上之后，可经由样本104的表面的一或多个部分的光致发光或定位于样本104的表面处的缺陷散射或辐射所述光。接着，收集器108可收集所述经散射或辐射的光且将所述光传输到滤波器子系统115的输入。虽然以上描述在图1A中所描绘的几何学背景内容中描述本发明，但本发明并不限于此类几何学或光收集装置及方法。例如，本文中应认识到，系统100可替代性地经配置以收集及测量从样本104反射的光。
收集光学器件106的收集器108可包含所属领域中已知的任何光学收集装置(例如收集器或物镜)。举例来说，收集器108可包含(但不限于)如图1A中所展示的反向卡塞格林类型(Cassegrain-type)的反射物镜。本文中应注意，收集光学器件106并不限于图1A中所说明的配置，所述配置仅出于说明目的而提供。本文中应认识到，系统100的收集光学器件106可包含许多额外光学元件(举例来说，透镜、镜、滤波器及类似物)以用于收集从样本104散射或辐射的照明并将所述照明引导到本发明的滤波器子系统115及检测子系统137。在2010年8月24日申请的第12/861,894号美国专利申请案中描述了适于收集经散射或以光致发光方式辐射的光的光学收集子系统，所述申请案的全文并入上文。在2011年3月15日颁予给米克斯(Meeks)的第7,907,269号美国专利中描述了适于收集经散射或以光致发光方式辐射的光的额外光学收集子系统，所述专利的全文以引用的方式并入本文中。
在另一实施例中，系统100包含滤波器子系统115。在一个实施例中，滤波器子系统115经布置以接收由一组收集光学器件106收集的辐射114。举例来说，来自样本104的辐射114(例如经散射光或经辐射的PL光)可由收集光学器件106的收集器108收集且接着被传输到滤波器子系统115的一或多个部分。在另一实施例中，滤波器子系统115经配置以将来自样本104的辐射114分离成包含与由样本104的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长λN的辐射的第二部分、及包含斜照明波长λO的辐射的至少第三部分。
出于本发明的目的，术语“辐射的部分”及“光谱频格内的辐射”可互换使用。就此点而言，“包含可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分”可视为“可见光致发光光谱频格或近红外光致发光光谱频格内的光”。此外，“包含法线照明波长λN的辐射的第二部分”可视为“第二法线散射频格内的光”且“包含斜照明波长λO的辐射的第三部分”可视为“第三散射斜频格内的光”。
在一个实施例中，滤波器子系统115包含一或多个光学元件，所述一或多个光学元件经配置以将从样本104接收的辐射114分离成包含与由样本104的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分131、包含法线照明波长λN的辐射的第二部分133、及包含斜照明波长λO的辐射的至少第三部分135。
在一个实施例中，系统100包含检测子系统137，检测子系统137用于测量由滤波器子系统115传输的辐射的第一部分131的一或多个特性、由滤波器子系统115传输的辐射的第二部分133的一或多个特性及由滤波器子系统115传输的辐射的第三部分135的一或多个特性。在一个实施例中，检测子系统137包含用于测量由滤波器子系统传输的辐射的第一部分131的一或多个特性的第一传感器122、用于测量由滤波器子系统115传输的辐射的第二部分133的一或多个特性的第二传感器124、及用于测量由滤波器子系统115传输的辐射的第三部分135的一或多个特性的至少第三传感器126。
在一个实施例中，第一光学元件116可将包含辐射的第一部分的第一光谱范围的辐射107与从样本接收的辐射114分离且将第一光谱范围的辐射107朝向检测子系统137的第一传感器122引导。
在另一实施例中，第二光学元件118可从第一光学元件116接收并不包含于第一光谱范围的辐射107中的辐射109。在另一实施例中，第二光学元件118可将包含辐射的第二部分的第二光谱范围的辐射111与从第一光学元件接收的辐射109分离且将第二光谱范围的辐射111朝向检测子系统137的第二传感器124引导。
在另一实施例中，第三光学元件120可从第二光学元件118接收并不包含于第一光谱范围的辐射107或第二光谱范围的辐射111中的辐射113。在另一实施例中，第三光学元件120可将包含辐射的第三部分的第三光谱范围的辐射113的至少一部分朝向检测子系统137的第三传感器126引导。
应注意，滤波器子系统115的光学元件可包含所属领域中已知的适于将从样本接收的光114分离成第一光谱范围的辐射、第二光谱范围的辐射及第三光谱范围的辐射的任何光学元件，如图1A中所展示。
在一个实施例中，第一光学元件116可包含第一二向色分束器，例如长波通(LWP)，其适于将包含辐射的第一部分的第一光谱范围的辐射107与从样本接收的辐射114分离且将第一光谱范围的辐射107朝向第一传感器122引导。在另一实施例中，第二光学元件118可包含第二二向色分束器(举例来说，LWP滤波器)，其适于从第一二向色分束器116接收辐射109、将包含辐射的第二部分的第二光谱范围的辐射111与从第一二向色分束器接收的辐射109分离且将第二光谱范围的辐射111朝向第二传感器124引导。
在另一实施例中，第三光学元件120可包含镜120，其用于从第二二向色分束器接收辐射113且将包含辐射的第三部分的第三光谱范围的辐射113的至少一部分朝向第三传感器126引导。
在替代实施例中，第三光学元件120可经配置以至少将包含辐射的第三部分的第三光谱范围的辐射113的一部分与从第二光学元件118接收的辐射分离且将第三光谱范围的辐射113朝向第三传感器126引导，同时将并不包含于第一光谱范围的辐射107、第二光谱范围的辐射111或第三光谱范围的辐射113中的辐射传输到定位于光学元件120下游的一或多个额外光学装置(图1A中并未展示)。在此实例中，图1A中所展示的镜120可用二向色分束器(举例来说，LWP滤波器)取代，所述二向色分束器用以向光提供额外接入端口。举例来说，在此实施例中穿过所述二向色分束器的光可经由光纤耦合到外部检测器。就此点而言，系统100可进一步分析辐射的此部分。例如，尽管未展示，但是系统100可包含经布置以分析穿过光学元件120的光的光谱仪。在第12/861,894号美国申请案中大体上描述了适于分析并未转向到传感器122、124或126的光的光谱仪系统，所述申请案的全文以引用的方式并入上文。
在一个实施例中，滤波器子系统115可经配置以选择性过滤从样本104接收的光114，使得检测子系统137的传感器122、124及126各自接收预选定频带的光。
在另一实施例中，滤波器子系统包含一组窄频带滤波器，以便允许系统100选择性测量各种所关注的辐射频带，如图1A中所展示。在一个实施例中，系统100的滤波器子系统115包含第一窄频带滤波器128。举例来说，第一窄频带带通滤波器128可定位于第一传感器122与第一光学元件116之间。就此点而言，第一窄频带带通滤波器128可从光学元件116接收第一光谱范围的辐射107且将辐射的第一部分131传输到第一传感器122，同时阻断并不包含于辐射的第一部分中的辐射。
在另一实施例中，系统100的滤波器子系统115包含第二窄频带带通滤波器130。举例来说，窄频带带通滤波器130可定位于第二传感器124与第二光学元件118之间。就此点而言，第二窄频带带通滤波器130可接收第二光谱范围的辐射111且将辐射的第二部分133传输到第二传感器124，同时阻断并不包含于辐射的第二部分133中的辐射。
在另一实施例中，系统100的滤波器子系统115包含第三窄频带带通滤波器132。举例来说，窄频带带通滤波器132可定位于第三传感器126与第三光学元件120之间。就此点而言，第三窄频带带通滤波器132可接收第三光谱范围的辐射113且将辐射的第三部分135传输到第三传感器126，同时阻断并不包含于辐射的第三部分135中的辐射。
虽然已在使用窄频带滤波器及LWP滤波器以将各种频带的光引导到对应传感器的上下文中描述了系统100，但本发明并不限于此光学架构。实情是，关于系统100所描绘的光学配置是仅出于说明目的而提供且并非为限制的。预期可实施各种模拟光学配置以便将来自样本104的辐射114分离成本发明的所需的光谱频带。举例来说，系统100可包含配备有一或多个光谱仪的光学配置。借助于另一实例，系统100可包含配备有光学耦合到光电检测器的一或多个衍射元件(举例来说，衍射光栅)的光学配置。借助于另一实例，系统100可包含配备有光学耦合到光电检测器的一或多个分散元件(举例来说，棱镜)的光学配置。
在一个实施例中，滤波器子系统115及传感器122可经布置使得第一传感器122接收与从样本104的一或多个PL缺陷辐射的可见PL光或近IR光对应的光。在一个实施例中，法线入射源102可使用紫外光(例如具有约355nm的波长的激光器)照明样本104的一或多个部分。作为响应，存在于样本的外延层中的PL缺陷可吸收所述UV光且接着辐射可见光谱及/或近IR光谱中的光。接着，第一窄频带带通滤波器128可将选定频带的光(例如417nm与900nm之间的光)传输到第一传感器122，从而允许系统100检测可见光谱及/或近IR光谱中的堆垛层错。如本文中进一步描述，光谱定位及选定频带的宽度可依据存在于给定样本104中的所预期PL特征而变化，从而允许将系统100调谐到特定PL检测情景。
在另一实施例中，滤波器子系统115及传感器124可经布置使得第二传感器124接收包含由缺陷及/或样本表面散射的法线入射波长光λN的光。在一个实施例中，法线入射源102可使用波长λN的法线入射光110(举例来说，紫外光，例如355nm光)照明样本104的一或多个部分。作为响应，样本104表面的一或多个缺陷或部分可散射或反射λN光。接着，第二窄频带带通滤波器130可将选定频带(例如包含由λN源发射的光的波长频带)的光传输到第二传感器124。举例来说，在其中法线入射源102是UV源(发射355nm的光)的情况下，第二窄频带带通滤波器130可经配置以传输在350nm到360nm的范围中的光。
在另一实施例中，滤波器子系统115及第三传感器126可经配置使得第三传感器126接收包含由缺陷及/或样本104表面散射的斜入射波长光λO的光。在一个实施例中，斜入射源103可使用波长λO的斜入射光101(举例来说，405nm光)照明样本104的一或多个部分。作为响应，样本104表面的一或多个缺陷或部分可散射或反射λO光。接着，第三窄频带带通滤波器132可将选定频带(例如包含由λO源发射的光的波长频带)的光传输到第三传感器126。举例来说，在其中斜入射源103发射405nm的光的情况下，第三窄频带带通滤波器132可经配置以传输在400nm到410nm的范围中的光，从而允许系统100检测在UV光谱中的堆垛层错。借助于另一实例，在其中斜入射源103发射405nm的光的情况下，第三窄频带带通滤波器132可经配置以传输在370nm到410nm的范围中的光，从而允许系统100检测在近UV(NUV)光谱中的堆垛层错缺陷及基面位错缺陷。
本文中应注意，上文描述的滤波器子系统115及检测子系统137的实施方案允许系统100将各种信号贡献(signal contribution)从经照明的样本104隔离。就此点而言，可能以允许每一者的隔离测量的方式同时测量斜入射照明的散射、法线入射照明的散射及由UV源刺激的经辐射的PL光。另外，上文描述的配置有助于避免经散射的斜入射光及经散射的法线入射光的串扰(即，将非所需频带耦合到低电平的散射光中)。
本文中应注意，传感器122、124及126(以及本文中进一步描述的实施例的传感器)可包含所属领域中已知的任何类型的光传感器架构。举例来说，系统100的传感器可包含(但不限于)光电倍增管(PMT)。在替代实施例中，系统100的传感器可包含(但不限于)光电二极管(举例来说，雪崩光电二极管)。
在一个实施例中，系统100包含以通信方式耦合到检测子系统137的一或多个部分的控制器141，如图1A及1D中所展示。在一个实施例中，控制器141以通信方式耦合到检测子系统137的第一传感器122、第二传感器124及第三传感器126。就此点而言，控制器141(举例来说，控制器141的一或多个处理器)可从第一传感器122、第二传感器124及第三传感器126接收测量结果。
在一个实施例中，控制器141可接收指示对应于落在所定义的可见光谱频格或近红外光谱频格(举例来说，417nm到900nm)内的光(所述光至少部分包含由样本104的一或多个光致发光缺陷发射的可见光及/或近红外光)的辐射的第一部分的一或多个特性(举例来说，信号强度)的信号。在另一实施例中，控制器141可接收指示对应于落在所定义的法线散射光谱频格(举例来说，350nm到360nm)内的光(所述光包含的波长范围包含法线入射波长λN(举例来说，355nm))的辐射的第二部分的一或多个特性(举例来说，信号强度)的信号。在另一实施例中，控制器141可接收指示对应于落在所定义的散射斜光谱频格(举例来说，400nm到410nm)内的光(所述光包含的波长范围包含斜入射波长λO(举例来说，405nm))的辐射的第三部分的一或多个特性(举例来说，信号强度)的信号。
在一个实施例中，控制器141可基于由第二传感器124及第三传感器126中的至少一者测量的光来检测一或多个散射缺陷。在一个实施例中，控制器141可分析第二传感器124的一或多个信号以便识别散射λN光(举例来说，355nm)的缺陷(例如颗粒)。在另一实施例中，尽管未展示，但系统100可经配置以反射模式(即，亮场通道)利用法线入射通道(即，UV光谱中的源102及传感器124)以便测量镜面反射率及归因于各种宽带隙半导体材料(举例来说，SiC及GaN)不透UV光的性质而致的一或多个斜率通道，从而产生高图像品质。在另一实施例中，尽管未展示，但系统100可经配置以利用来自斜入射通道的经反射光(举例来说，405nm光)以产生多通道信号，例如(但不限于)：镜面反射率、斜率通道数据及相位通道数据。
在一个实施例中，控制器141可分析第三传感器126的一或多个信号以识别散射具有λO的波长(举例来说，405nm)的光的缺陷(例如颗粒)。在另一实施例中，系统100可利用波长λO的斜反射光以产生多通道信号，例如(但不限于)：镜面反射率、斜率通道及相位通道。
在另一实施例中，系统100可包含一或多个共焦孔径(未展示)以便在其中照明波长(举例来说，405nm)能透过样本104的给定宽带隙材料(举例来说，SiC)的情况下有助于使背侧散射与前侧散射分离。米克斯(Meeks)的于2010年6月24日申请的第7,907,269号美国专利中大体上描述了一或多个共焦孔径的应用，所述专利的全文以引用的方式并入本文中。
在另一实施例中，控制器141可基于由第一传感器测量的一或多个特性(例如一或多个信号特性(举例来说，信号强度))、由第二传感器测量的一或多个特性及由第三传感器测量的一或多个特性中的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。在另一实施例中，控制器141可通过将在样本104的不存在光致发光缺陷的区域中来自第一传感器122、第二传感器124及第三传感器126中的至少一者的一或多个特性与从样本104的经测量区域获取的来自第一传感器122、第二传感器124及第三传感器126中的至少一者的信号进行比较来检测一或多个光致发光缺陷。在一个实施例中，在获得无光致发光缺陷的区域的信号强度的测量期间，传感器122到126中的一或多者可从已知无光致发光缺陷的区域获取检测数据。曲线143a是样本中无光致发光缺陷的区域的一组光致发光强度对波长的曲线。本文中应注意，此无光致发光缺陷的曲线143a可接着与从样本104的额外区域获取的数据进行比较以便识别一或多个光致发光缺陷。
在另一实施例中，控制器141可基于由第一传感器测量的一或多个特性、由第二传感器测量的一或多个特性及由第三传感器测量的一或多个特性中的至少一者连同经检测的一或多个光致发光缺陷的已知位置映射经检测的一或多个光致发光缺陷。就此点而言，可由检测器产生二维映射，借此在给定测量位置处绘制由每一检测器测量的光谱符号。以此方式，可显示表面映射，其显示多个光谱频带的映射。在替代实施例中，控制器141可选择性显示多个光谱频带的仅一部分。就此点而言，控制器141可显示在单个光谱频带中测量的特征的映射或显示在两个或两个以上光谱频带中测量的特征的映射。
在另一实施例中，控制器141可基于由第一传感器测量的一或多个特性(例如光谱特性(举例来说，光谱、强度、一或多个峰值的光谱位置))、由第二传感器测量的一或多个特性及由第三传感器测量的一或多个特性中的至少一者对经检测的一或多个光致发光缺陷进行分类。本文中应注意，特定类型的光致发光缺陷(或若干缺陷)将显示特性光谱，如先前描述及由图1B的曲线143b到143d所展示。通过测量特定光谱频格(例如图1B中所展示的光谱频格145及/或光谱频格147)的强度，控制器141可确定经测量的光致发光缺陷的类型。举例来说，控制器141可将本文中先前描述的经测量及检测的结果与查找表进行比较以便识别一或多个经检测光致发光缺陷的类型。例如，可由系统100(或额外系统)建立含有将各种类型的光致发光缺陷(例如堆垛层错缺陷(举例来说，条型堆垛层错、2SSF堆垛层错、4SSF堆垛层错及类似物))关联到对应的光致发光光谱的信息的查找表且将所述查找表存储于存储器中。在冯(Feng)等人的“通过室温显微光致发光映射的4H-SiC外延层中的堆垛层错的特性(Characterization of Stacking Faults in 4H-SiC Epilayers by Room-Temperature Microphotoluminescence Mapping)”(《应用物理学快报(Applied PhysicsLetters)》第92卷，第22期(2008年))中大体上描述了与特定堆垛层错相关联的光致发光光谱，其全文以引用的方式并入本文中。本文中应注意，在具有额外传感器的设定中实现有效分类，借此所述传感器中的每一者针对给定堆垛层错时间匹配到对应于已知光谱符号的给定光谱频格。在本文中更进一步详细论述此方法。
在一个实施例中，光谱频格145可表示UV到可见的光致发光集成频带，所述集成频带是通过使用355nm激光器刺激光致发光及使用420nm到700nm光谱频带检测光致发光的光(使用如本文中先前描述的滤波器子系统115及检测子系统137来实施其)而产生。在另一实施例中，如图1B中展示，光谱频格147可表示UV到UV的光致发光集成频带，所述集成频带是通过使用355nm激光器刺激光致发光及使用400nm到410nm光谱频带检测光致发光的光(使用如本文中先前描述的滤波器子系统115及检测子系统137来实施其)而产生。在另一实施例中，如图1E中所展示，光谱频格147可表示UV到NUV的光致发光集成频带，所述集成频带是通过使用355nm激光器刺激光致发光及使用较宽频带(例如(但不限于)370nm到410nm光谱频带)检测光致发光的光(使用如本文中先前描述的滤波器子系统115及检测子系统137来实施其)而产生。在其它的实施例中，应注意，为检测NUV发射缺陷的目的，光谱频格147可对应于例如(但不限于)370nm到400nm的光谱范围。本文中应注意，图1E的光谱频格化配置适于检测堆垛层错与基面位错两者。
本文中应注意，使用光谱频格145的可见/NIR检测可对应于“正”对比或“亮”对比检测过程，借此在光致发光光谱中的特性峰值的强度大于与无光致发光缺陷的曲线143a对应的背景强度。相比而言，使用光谱频格147(举例来说，与370nm到410nm的频带对应及类似物)的NUV检测可与“负”对比或“暗”对比检测过程对应，借此在光致发光光谱中的特性峰值的强度小于与无光致发光缺陷的曲线143a对应的背景强度。
图1F说明根据本发明的一或多个实施例的利用基于NUV的暗对比检测方案及基于可见的亮对比检测方案获得的描绘成像数据的一对光致发光检查图像。图像170描绘利用对应于上文描述的NUV频带(举例来说，370nm到410nm)的光谱频格获得的成像数据。如图像170中展示，堆垛层错172与基面位错174两者均显示高电平的负对比。然而，经分开的基面位错的堆垛层错部分176显示更弱的负对比。图像178描绘利用对应于上文描述的可见频带(举例来说，420nm到700nm)的光谱频格获得的成像数据。如图像178中展示，堆垛层错172与经分开的基面位错的堆垛层错部分176两者均显示相对较强的正对比。然而，基面位错174在图像178中并不显示可测量的亮对比。本文中应注意，也已知基面位错174在NIR频带(例如750nm到900nm)中亮度很微弱。
在替代实施例中，如图1D中说明，控制器141经配置以选择性去激活斜入射辐射源103。在一个实施例中，可利用可检测在至少包含λO的光的范围中的辐射的第二传感器124以检测由一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射。在又一实施例中，在由第二传感器124测量光致发光之前，控制器141可去激活斜入射辐射源103。举例来说，在其中λO＝405nm且传感器124经配置以检测在频带400nm到410nm中的辐射的情况下，控制器141可去激活斜入射辐射源103以便对400nm到410nm频带内的光致发光的光进行采样，所述光致发光的光是经由355nm紫外辐射源102的刺激而产生的。本文中应认识到，此检测情景(即，检测缺陷散射的λO辐射及检测在相同范围中的光致发光辐射)可利用晶片的两个检查遍次进行。
在一个实施例中，控制器141包含一或多个处理器(未展示)及非暂时性存储媒体(即，存储器媒体)。就此点而言，控制器141的存储媒体(或任何其它存储媒体)含有经配置以引起控制器141的一或多个处理器实施贯穿本发明所描述的各种步骤中的任一者的程序指令。出于本发明的目的，术语“处理器”可广泛地定义为涵盖具有处理能力的任何处理器或逻辑元件，其执行来自存储器媒体的指令。在此意义上，控制器141的一或多个处理器可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器类型的装置。在一个实施例中，一或多个处理器可由经配置以执行程序(所述程序经配置以执行贯穿本发明描述的计算/数据处理步骤)的桌上型计算机或其它计算机系统(举例来说，经网络连接的计算机)组成。应认识到，贯穿本发明所描述的所述步骤可由单一计算机系统、多个计算机系统或多核处理器实施。此外，系统100的不同子系统(例如显示装置或用户界面装置(未展示))可包含适于实施上文描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，以上描述不应理解为限制本发明，而事实上仅为说明。
在一个实施例中，系统100包含样本台组合件105，样本台组合件105经配置以紧固样本104且选择性致动样本104以便使用至少斜入射辐射源103及法线入射辐射源102执行扫描过程。就此点而言，可选择性致动样本台105及/或含有斜入射辐射源103及法线入射辐射源102的光学头，借此相对于入射光束101及110扫描样本104。
在一个实施例中，系统100的样本台组合件105包含经配置以紧固样本104且使样本104选择性旋转的旋转样本台组合件。在一个实施例中，旋转样本台组合件包含用于紧固样本104的样本卡盘(未展示)。举例来说，所述样本卡盘可包含(但不限于)真空卡盘。在另一实施例中，旋转样本台组合件包含经配置以使样本104选择性旋转的样本转轴(未展示)。举例来说，所述样本转轴可使样本104绕垂直于样本104的表面的轴以选定旋转速度旋转。在另一实施例中，所述转轴可响应于相关联控制器或控制系统(举例来说，控制器141)使样本选择性旋转(或停止旋转)。
在一个实施例中，系统100的旋转样本台经配置以实施螺旋扫描过程。在一个实施例中，系统100的旋转样本台可使样本104以选定旋转速度旋转，而包含斜入射源103及法线入射源102的光学头沿着选定线性方向(举例来说，沿着样本104的径向线)平移。举例来说，所述光学头可耦合到适于使光学头沿着选定线性方向平移的线性台。样本104的旋转与斜入射源103及法线入射源102的线性运动的经组合运动产生螺旋扫描图案149，如图1C中所展示。就此点而言，样本104(例如SiC晶片)可在光学头(包含源102及源103)下迅速旋转(举例来说，5000RPM)且以具有选定轨道间距(举例来说，4μm)沿着样本104的一个半径缓慢移动。例如，光学头可沿着径向方向从样本的边缘移动到样本的中心。
本文中应注意，螺旋扫描技术提供相对较快的扫描过程，因为不需要用于减速、加速、停止或改变方向的时间，在大多数X-Y扫描架构(举例来说，扫描、条带扫描或移动获取测量配置)中需要所述时间。傅耶兹-伊拉凡尼(Vaez-Iravani)等人的于1997年9月19日申请的第6,201,601号美国专利中大体上描述了适于实施本文中描述的螺旋扫描过程的螺旋扫描架构，所述专利的全文并入本文中。
在替代实施例中，系统100的样本台组合件105包含线性台组合件(未展示)，线性台组合件经配置以紧固样本104且使样本104沿着至少第一方向(举例来说，X方向)及垂直于第一方向的第二方向(举例来说，Y方向)选择性平移以便使用至少斜入射辐射源103及法线入射辐射源102执行X-Y扫描过程。
图1G说明根据本发明的替代实施例的系统100的框图视图。本文中应注意，除非另有表示，否则本文中先前关于系统100所描述的实施例及实例应解释为扩展到图1G中所描述的系统100的实施例。
本文中应进一步注意，图1E中描绘的实施例用以提供额外紫外检测频带，从而允许系统100同时检测λO的缺陷散射光(举例来说，由斜入射光源103产生的光)以及通过由法线入射光源102刺激一或多个光致发光缺陷而产生的紫外光致发光的光。
在一个实施例中，检测子系统137包含第四传感器142，第四传感器142用于测量由滤波器子系统115传输的辐射的第四部分139的一或多个特性。在一个实施例中，辐射的第四部分对应于具有小于辐射的第三部分135的最小波长的波长的紫外辐射。举例来说，在其中第三传感器126测量跨400nm到410nm的频带(举例来说，λO＝405nm)的斜散射光的情况下，第四传感器142可经配置以测量低于400nm的辐射。例如，第四传感器142可对频带370nm到400nm中的辐射进行采样，所述频带可对应于紫外频带的至少一部分，所述紫外频带对应于可在图1B中的光致发光光谱数据中观察到的由一或多个光致发光缺陷的紫外激发产生的紫外光。
在另一实施例中，滤波器子系统115的第三光学元件120经配置以从第二光学元件118接收并不包含于第一光谱范围的辐射107或第二光谱范围的辐射111中的辐射。此外，第三光学元件120经配置以至少将包含辐射的第三部分135的第三光谱范围的辐射117的一部分与从第二光学元件118接收的辐射分离且将第三光谱范围的辐射117朝向第三传感器126引导。另外，第三光学元件120进一步经配置以将并不包含于第一光谱范围的辐射107、第二光谱范围的辐射111或第三光谱范围的辐射117中的辐射以包含辐射的第四部分139的第四光谱范围的辐射119朝向第四传感器142传输。在另一实施例中，滤波器子系统115的第三光学元件120可包含(但不限于)二向色光学元件(举例来说，LWP滤波器)。
在另一实施例中，滤波器子系统115可包含第四窄通滤波器144。在一个实施例中，第四窄通滤波器144定位于第四传感器142与第三光学元件120之间，且经配置以接收第四光谱范围的辐射119，并将辐射的第四部分139(例如紫外光致发光的光(举例来说，370nm到400nm))传输到第四传感器142，且阻断并不包含于辐射的第四部分中的辐射。
图1H说明根据本发明的替代实施例的系统100的框图视图。本文中应注意，除非另有表示，否则本文中先前关于系统100所描述的实施例及实例应解释为扩展到图1H中所描绘的系统100的实施例。
本文中应进一步注意，图1H中描绘的实施例用以提供在没有本文中先前所描述的斜入射源的情况下的检测情景。在此实施例中，系统100仅经由第二传感器124检测散射光，第二传感器124经配置以测量由滤波器子系统115传输的辐射的第二部分133(举例来说，350nm到360nm)的一或多个特性。应进一步注意，在此实施例的上下文中，此实施例的第三传感器142实质上类似于本文中在图1G中先前所描述的实施例的第四传感器142。就此点而言，图1H的第三传感器142可测量由滤波器子系统115传输的辐射的第三部分139的一或多个特性。在一个实施例中，辐射的第三部分139对应于具有大于辐射的第二部分133的最大波长的波长的紫外辐射。举例来说，在其中第二传感器124测量跨350nm到360nm的频带(举例来说，λN＝355nm)的法线散射光的情况下，第三传感器142可经配置以测量高于360nm的辐射。例如，第三传感器142可对频带370nm到410nm中的辐射进行采样，所述频带可对应于紫外频带的至少一部分，所述紫外频带对应于可在图1B中的光致发光光谱数据中观察到的由一或多个光致发光缺陷的紫外激发产生的紫外光。
在另一实施例中，系统100的光学元件120可包含用于将第三光谱范围的辐射113朝向第三传感器142引导以用于检测UV光致发光辐射的镜。
图1I说明根据本发明的实施例的系统100的框图视图。本文中应注意，除非另有表示，否则本文中先前关于系统100所描述的实施例及实例应解释为扩展到图1I中所描绘的系统100的实施例。
本文中应进一步注意，图1I中描绘的实施例用以提供许多光致发光光谱频格，每一光致发光光谱频格匹配到一种类型的堆垛层错(举例来说，条型堆垛层错、2S堆垛层错及4S堆垛层错)的特定光谱符号。此配置进一步实时或近实时地提供堆垛层错的分类。
此外，图1I中描绘的实施例可实现下文在图1J中描绘的光谱分段的类型，所述类型的光谱分段用以将特性光致发光频带隔离成若干相异光致发光光谱频格。本文中应注意，给定用于光谱160中的每一缺陷类型的宽光致发光线，一些电平的串扰可存在。然而，应进一步认识到，可通过选择光致发光频格以大致对应于用于每一堆垛层错类型的每一辐射重组线的半幅值全宽(FWHM)来实现总信号与串扰抑制之间的良好平衡。
在一个实施例中，系统100可被配置为不具有斜入射辐射源103及对应传感器126以及滤波器132。在另一实施例中，系统100的控制器141可选择性激活及去激活斜入射辐射源103，如本文中先前所描述。在又另一实施例中，系统100可包含斜入射辐射源103，如本文中先前所描述。本文中应注意，以下描述是在系统100包含斜入射光源103的上下文中提供的。然而，应进一步注意，这并非限制，且系统100可体现为不具有斜入射辐射源103。
如本文中先前所描述，系统100的滤波器子系统115经配置以接收由所述组收集光学器件106收集的辐射的至少一部分。
在其中存在斜入射源103的情况下，滤波器子系统115进一步经配置以将辐射分离成包含法线照明波长λN的辐射的一部分111及包含斜照明波长λO的辐射的额外部分117，如本文中先前所描述。
在另一实施例中，滤波器子系统115经配置以将来自样本104的辐射114分离成光致发光辐射的多个部分。在另一实施例中，每一部分包含由样本104的一或多个光致发光缺陷发射的辐射的不同光谱范围中的一或多个波长。
举例来说，检测子系统137可包含(但不限于)：用于测量由滤波器子系统115传输的PL辐射的的第一部分的一或多个特性(举例来说，强度)的第一PL传感器146、用于测量由滤波器子系统115传输的PL辐射的第二部分的一或多个特性的第二PL传感器150、用于接收由滤波器子系统115传输的PL辐射的第三部分的第三PL传感器148及用于接收通过滤波器子系统115传输的PL辐射的第四部分的第四PL传感器142。
在另一实施例中，如本文中先前所描述，检测子系统137可进一步包含用于接收从样本104的一或多个缺陷散射的λN辐射的法线散射传感器124及用于接收从样本104的一或多个缺陷散射的λO辐射的斜散射传感器126。
在一个实施例中，上文所描述的传感器中的每一者可对应于特定光谱频格。在一个实施例中，滤波器子系统115包含多个光学元件及多个窄频带滤波器以便将从样本接收的辐射分离成多个光谱频格。
在一个实施例中，多个光学元件可包含(但不限于)光学元件116、118、140、152及154。举例来说，光学元件116、118、140、152及154中的每一者可包含(但不限于)二向色分束器(举例来说，LWP滤波器)，如本文中先前所描述。本文中应认识到，光学元件116、118、140、152及154中的每一者可用以将包含选定光谱频带的给定光谱范围的辐射朝向对应传感器引导。在另一实施例中，多个窄频带滤波器可包含(但不限于)窄频带滤波器130、132、156、158、159及144。本文中应认识到，窄频带滤波器中的每一者可用以通过传输包含于多个光谱频格的给定光谱频格中的光且阻断所述给定光谱频格外的光来定义所述给定光谱频格。
在一个实施例中，第一PL传感器146经配置以从第一窄频带滤波器156接收在480nm到520nm的光谱频带中的辐射。在另一实施例中，第二PL传感器150经配置以从窄频带滤波器159接收在440nm到470nm的光谱频带中的辐射。在另一实施例中，第三PL传感器148经配置以从窄带滤波器158接收在410nm到435nm的光谱频带中的辐射。在一个实施例中，第四PL传感器142经配置以从窄频带滤波器144接收在370nm到400nm的光谱频带中的辐射。在另一实施例中，法线散射传感器124可从窄频带滤波器130接收在350nm到360nm的光谱频带中的辐射，而斜散射传感器126可从窄频带滤波器132接收在400nm到410nm的光谱频带中的辐射。
在一个实施例中，光学元件及多个窄频带滤波器经布置以根据样本的一或多个光致发光缺陷的一组预期光谱特性定义多个光谱频格。在另一实施例中，多个光学元件及多个窄频带滤波器经布置以将半幅值全宽(FWHM)值实质上匹配到光致发光光谱161的一组对应强度峰值。在一个实施例中，如图1J中展示，第一光谱频格162(由滤波器156及传感器146定义)可匹配到指示第一类型的堆垛层错(举例来说，2S堆垛层错)的存在的第一光致发光峰值163(举例来说，FWHM)。在另一实施例中，如图1H中展示，第二光谱频格164(由滤波器159及传感器150定义)可匹配到指示第二类型的堆垛层错(举例来说，4S堆垛层错)的存在的第二光致发光峰值165(举例来说，FWHM)。在另一实施例中，如图1J中展示，第三光谱频格166(由滤波器158及传感器148定义)可匹配到指示第三类型的堆垛层错(举例来说，条型堆垛层错)的存在的第三光致发光峰值167(举例来说，FWHM)。
在另一实施例中，如图1J中所展示，第四光谱频格168(由滤波器144及传感器142定义)可匹配到一或多个第四光致发光峰值169(举例来说，FWHM)。在图1J的光致发光光谱161的情况下，光谱频格168用以测量指示上文描述的每一类型的堆垛层错缺陷的存在的一组宽光致发光峰值。
在另一实施例中，系统100的控制系统141可基于由多个传感器中的每一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。在一个实施例中，控制系统141可通过将在样本不存在光致发光缺陷的区域中来自多个传感器中的至少一者的信号与从样本的经测量区域获取的来自所述多个传感器中的至少一者的信号进行比较来检测光致发光缺陷。就此点而言，可在专用光谱频格中检测每一堆垛层错类型，每一专用光谱频格耦合到专用传感器(举例来说，PMT)。
在另一实施例中，控制器141可基于由多个传感器中的每一者测量的一或多个信号对一或多个经检测的光致发光缺陷进行分类。就此点而言，控制器141可基于光致发光符号波长的存在对每一堆垛层错缺陷进行分类。本文中应注意，本发明的光谱频格的实施方案在其中给定缺陷对于经由形状算法的适当识别而言太小的设定中允许快速且有效的光致发光缺陷分类。应理解，当仅光致发光缺陷足够大以经适当采样且表示于成像数据中时，系统可进一步应用一或多个形状识别算法以对给定缺陷(举例来说，三角形缺陷、条型缺陷及类似物)进行分类。应进一步认识到，图1I中描绘的实施例并不限于上文明确提及的光谱频格。实情是，本发明中论述的光谱频格已仅为说明目的而提供。预期可在本发明的范围内应用额外光谱频格情景。举例来说，系统100可利用额外光谱频格实施分类处理，而非利用三个个别光谱频格(如图1I及1J中展示)。例如，利用额外光谱频格，控制器141可基于以下事实对缺陷进行分类：三角形堆垛层错应具有较强背电平摆动，而条型堆垛层错可具有强黑电平符号且同时具有降低的白电平符号。相对信号变化中的此差异可用于使用光致发光的堆垛层错分类。
虽然前述描述已集中于斜通道及法线通道光致发光缺陷(举例来说，SF缺陷及基面位错)及散射缺陷检测，但本文中应认识到，在实施期间本发明的系统100可利用额外架构及配置。在一些实施例中，系统100可配备有用于在检查及检测散射缺陷及光致发光缺陷期间实施自动聚焦程序的自动聚焦装置。在其它实施例中，本发明的系统100可配备有用于控制光源(举例来说，斜入射源103及法线入射源102)的功率的功率控制装置及系统。例如，所述一或多个功率控制装置可用以控制入射于样本104上的光的功率以用于校正或其它目的。
在其它实施例中，系统100可包含经配置以测量来自样本的反射光的一或多个斜通道。例如，系统100可包含额外光源、光学聚焦及控制元件、及经配置以用于测量样本的镜面反射的检测装置、一或多个斜率通道及/或一或多个相位通道。
在其它实施例中，系统100的控制器141可从系统100的各种通道中的任一者捕获信号以便对一或多个缺陷进行分类。举例来说，控制器141可从以下通道中的一或多者接收信号：斜入射通道、法线入射通道、镜面反射通道、斜率通道、相位通道及类似物。接着，基于对来自这些通道中的一或多者的数据中的缺陷符号进行的分析，控制器141可对经测量缺陷进行分类。例如，控制器141可比较在第一对比模式中经由第一通道捕获的图像且接着将所述图像与在第N对比模式中经由第二通道(或第N通道)获取的图像进行比较，以便对样本104的一或多个光致发光缺陷(举例来说，SF缺陷或基面位错)进行分类。
图2说明描绘用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法的过程流程图200。在步骤202中，沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上。在步骤204中，沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上。在一个实施例中，法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光。在步骤206中，收集来自样本的辐射。在一个实施例中，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者。在步骤208中，将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长光的辐射的第二部分及包含斜照明波长光的辐射的至少第三部分。在步骤210中，测量辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者。在步骤212中，基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷。在步骤214中，通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
图3说明描绘用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法的过程流程图300。在步骤302中，沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上。在步骤304中，沿着实质上垂直于样本的表面的方向引导法线照明波长光束。在一个实施例中，法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光。在步骤306中，收集来自样本的辐射。在一个实施例中，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者。在步骤308中，将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、包含斜照明波长的辐射的第三部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第四部分。在步骤310中，测量辐射的第一部分的一或多个特性、辐射的第二部分的一或多个特性、辐射的第三部分的一或多个特性及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者。在步骤312中，基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷。在步骤314中，通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分及辐射的第四部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
图4说明描绘用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法的过程流程图400。在步骤402中，沿着实质上垂直于样本的表面的方向引导法线照明波长光束。在一个实施例中，法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光。在步骤404中，收集来自样本的辐射。在一个实施例中，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者。在步骤406中，将来自样本的辐射分离成包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的辐射的第一部分、包含法线照明波长的辐射的第二部分、及包含与由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的辐射的至少第三部分。在步骤408中，测量辐射的第一部分的一或多个特性、辐射的第二部分的一或多个特性及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者。在步骤410中，基于辐射的第二部分及辐射的第三部分中的至少一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个散射缺陷。在步骤412中，通过将从样本的不存在光致发光缺陷的区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者与从样本的经测量区域获取的辐射的第一部分、辐射的第二部分及辐射的第三部分的一或多个特性中的至少一者进行比较，基于辐射的第一部分、辐射的第二部分、辐射的第三部分的一或多个特性中的经测量的至少一者来检测一或多个光致发光缺陷。
图5说明描绘用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法的过程流程图500。在步骤502中，沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上。在一个实施例中，法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光。在步骤504中，收集来自样本的辐射。在一个实施例中，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者。在步骤506中，将来自样本的辐射分离成光致发光辐射的多个部分，每一部分包含由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光的不同光谱范围中的一或多个波长。在步骤508中，测量光致发光辐射的多个部分中的每一者的一或多个特性。在步骤510中，基于光致发光辐射的多个部分中的每一者的经测量的一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷。在步骤512中，基于与光致发光辐射的多个部分中的每一者相关联的一或多个信号对一或多个经检测的光致发光缺陷进行分类。
图6说明描绘用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法的过程流程图600。在步骤602中，沿着实质上垂直于样本的表面的方向将法线照明波长光束引导到样本的一部分上。在一个实施例中，法线照明波长的光束适于引起样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光。在步骤604中，沿着相对于样本的表面倾斜的方向将斜照明波长光束引导到样本的一部分上。在步骤606中，收集来自样本的辐射。在一个实施例中，来自样本的辐射包含由样本的一或多个缺陷弹性散射的辐射或由样本的一或多个光致发光缺陷发射的光致发光辐射中的至少一者。在步骤608中，将来自样本的辐射分离成光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的近紫外(NUV)部分。在步骤610中，测量光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分的一或多个特性。在步骤612中，基于光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分的经测量的一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷。在步骤614中，基于与光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的NUV部分相关联的一或多个信号对一或多个经检测的光致发光缺陷进行分类。
所属领域的技术人员将认识到，在所属领域内通常以本文中陈述的方式描述装置及/或过程，且其后使用设计实践以将此类描述的装置及/或过程整合到数据处理系统中。即，本文中描述的装置及/或过程的至少一部分可经由合理量的实验整合到数据处理系统中。所属领域的技术人员将认识到，典型的数据处理系统通常包含以下各者中的一或多者：系统单元外壳；视频显示装置；存储器(例如易失性存储器及非易失性存储器)；处理器(例如微处理器及数字信号处理器)；计算实体(例如操作系统、驱动程序、图形用户界面及应用程序)；一或多个交互装置(例如触控垫或触控屏)；及/或包含反馈回路及控制发动机(举例来说，用于感测位置及/或速度的反馈；用于移动及/或调整组件及/或数量的控制发动机)的控制系统。典型的数据处理系统可利用任何合适商业上可用的组件(例如通常发现于数据计算/通信及/或网络计算/通信系统中的组件)来实施。
虽然已展示及描述本文中所描述的本发明标的物的特定方面，但所属领域的技术人员将明白，基于本文中的教示，可在不脱离本文中所描述的标的物及其更广泛方面的情况下做出改变及修改，且因此，附随权利要求书旨在将如在本文中描述的标的物的真实精神及范围内的全部此类改变及修改涵盖于其范围内。
尽管已说明本发明的特定实施例，但是显然所属领域的技术人员可在不脱离前述揭示内容的范围及精神的情况下对本发明做出各种修改及实施例。因此，本发明的范围应仅由附加到其的权利要求书限制。将通过前述描述理解本发明及其许多其它优点，且将明白，可在不脱离所揭示的标的物或不牺牲全部其材料优点的情况下在组件的形式、构造及布置上做出各种改变。所描述的形式仅具阐释性且所附权利要求书的意图是涵盖及包含此类改变。

Claims (50)

1.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统，其包括：
第一辐射源，其经配置以将第一光束引导到所述样本的一部分上；
第二辐射源，其经配置以将第二光束引导至所述样本的一部分上，其中所述第二光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
一组收集光学器件，其经配置以收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的所述辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自所述样本的所述辐射分离成两个或更多个辐射部分，其中至少第一辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的所述光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长；
检测子系统，其包含用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第一辐射部分的一或多个特性的至少第一传感器；以及
控制器，其以通信方式耦合到至少所述第一传感器，所述控制器经配置以基于由所述第一传感器测量的所述一或多个特性检测一或多个光致发光缺陷。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以通过将在所述样本的不存在光致发光缺陷的区域中来自所述第一传感器的信号与从所述样本的经测量区域获取的来自所述第一传感器的信号进行比较，基于由所述第一传感器测量的所述一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以基于由所述第一传感器测量的所述一或多个特性以及经检测的所述一或多个光致发光缺陷的位置来映射经检测的所述一或多个光致发光缺陷。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以基于由所述第一传感器测量的所述一或多个特性对经检测的所述一或多个光致发光缺陷进行分类。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述样本的所述一或多个光致发光缺陷包括：
一或多个堆垛层错缺陷及一或多个基面位错中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的系统，所述样本为半导体装置。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述半导体装置为宽带隙半导体装置。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为激光器。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为紫外激光器。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为连续波CW激光器。
11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
样本台组合件，其经配置以紧固所述样本且选择性致动所述样本以便使用至少所述第一辐射源及所述第二辐射源执行扫描过程。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器包含光电倍增管PMT。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器经配置以测量从所述样本的一或多个光致发光缺陷发射的可见光致发光的光及近红外光中的至少一者。
14.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
第二传感器，其经配置以测量来自所述样本的一或多个缺陷的在与由所述第二辐射源发射的光对应的波长下的散射辐射。
15.根据权利要求14所述的系统，其进一步包括：
第三传感器，其经配置以测量来自所述样本的一或多个缺陷的在与由所述第一辐射源发射的光对应的波长下的散射辐射。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二传感器及第三传感器中的至少一者经配置以测量来自所述样本的一或多个光致发光缺陷的紫外光致发光的光。
17.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统，其包括：
第一辐射源，其经配置以将第一光束引导到所述样本的一部分上；
第二辐射源，其经配置以将第二光束引导至所述样本的一部分上，其中所述第二光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
一组收集光学器件，其经配置以收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的所述辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自所述样本的所述辐射分离成包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的第一辐射部分、包含来自于所述第一辐射源的光的第二辐射部分或者包含来自于所述第二辐射源的光的第三辐射部分，以及包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的所述光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的第四辐射部分中的至少一者；
检测子系统，其包含用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第一辐射部分的一或多个特性的第一传感器、用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第二辐射部分的一或多个特性的第二传感器或者用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第三辐射部分的一或多个特性的第三传感器，以及用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第四辐射部分的一或多个特性的第四传感器中的至少一者；以及
控制器，其以通信方式耦合到所述第一传感器、所述第二传感器或者所述第三传感器，以及所述第四传感器中的至少一者，所述控制器经配置以基于由所述第一传感器、所述第二传感器或者所述第三传感器，以及所述第四传感器中的至少一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述样本的所述一或多个光致发光缺陷包括：
一或多个堆垛层错缺陷及一或多个基面位错中的至少一者。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述滤波器子系统包含：
第一光学元件，其经配置以将包含所述第一辐射部分的第一光谱范围的辐射与从所述样本接收的所述辐射分离，且将所述第一光谱范围的辐射朝向所述第一传感器引导；
第二光学元件，其经配置以从所述第一光学元件接收并不包含于所述第一光谱范围的辐射中的辐射，其中所述第二光学元件经配置以将包含所述第二辐射部分的第二光谱范围的辐射与从所述第一光学元件接收的所述辐射分离，且将所述第二光谱范围的辐射朝向所述第二传感器引导；以及
第三光学元件，其经配置以从所述第二光学元件接收并不包含于所述第一光谱范围的辐射或所述第二光谱范围的辐射中的辐射，其中所述第三光学元件经配置以至少将包含所述第三辐射部分的第三光谱范围的辐射的一部分与从所述第二光学元件接收的所述辐射分离，且将所述第三光谱范围的辐射朝向所述第三传感器引导，所述第三光学元件进一步经配置以将包含于包含所述第四辐射部分的第四光谱范围的辐射中而不包含于所述第一光谱范围的辐射、所述第二光谱范围的辐射或所述第三光谱范围的辐射中的辐射朝向所述第四传感器传输。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一光学元件、所述第二光学元件、及所述第三光学元件中的至少一者为二向色分束器。
21.根据权利要求19所述的系统，其进一步包括：
第一窄通滤波器，其定位于所述第一传感器与所述第一光学元件之间，且经配置以接收所述第一光谱范围的辐射的至少一部分且将所述第一辐射部分传输到所述第一传感器且阻断并不包含于所述第一辐射部分中的辐射；
第二窄通滤波器，其定位于所述第二传感器与所述第二光学元件之间，经配置以接收所述第二光谱范围的辐射的至少一部分且将所述第二辐射部分传输到所述第二传感器且阻断并不包含于所述第二辐射部分中的辐射；
第三窄通滤波器，其定位于所述第三传感器与所述第三光学元件之间，经配置以接收所述第三光谱范围的辐射的至少一部分且将所述第三辐射部分传输到所述第三传感器且阻断并不包含于所述第三辐射部分中的辐射；以及
第四窄通滤波器，其定位于所述第四传感器与所述第三光学元件之间，经配置以接收所述第四光谱范围的辐射的至少一部分且将所述第四辐射部分传输到所述第四传感器且阻断并不包含于所述第四辐射部分中的辐射。
22.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器及所述第四传感器中的至少一者包含光电倍增管PMT。
23.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以基于由所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器及所述第四传感器中的至少一者检测的光的一或多个光谱特性对经检测的所述一或多个光致发光缺陷进行分类。
24.根据权利要求17所述的系统，其中所述样本为半导体装置。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述半导体装置为宽带隙半导体装置。
26.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为激光器。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为紫外激光器。
28.根据权利要求26所述的系统，其中所述第一辐射源和所述第二辐射源中的至少一者为连续波CW激光器。
29.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一传感器经配置以测量从所述样本的一或多个光致发光缺陷发射的可见光致发光的光及近红外光中的至少一者，且所述第四传感器经配置以测量紫外光致发光的光。
30.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二传感器经配置以测量来自所述样本的一或多个缺陷的在与由所述第二辐射源发射的光对应的波长下的散射辐射。
31.根据权利要求17所述的系统，其中所述第三传感器经配置以测量来自所述样本的一或多个缺陷的在与由所述第一辐射源发射的光对应的波长下的散射辐射。
32.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二传感器及第三传感器中的至少一者经配置以测量来自所述样本的一或多个光致发光缺陷的紫外光致发光的光。
33.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统，其包括：
辐射源，其经配置以将第一波长的光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第一波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
一组收集光学器件，其经配置以收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的所述辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自所述样本的所述辐射分离成两个或更多个辐射部分，其中至少第一辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长，且至少第二辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长；
检测子系统，其包含用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第一辐射部分的一或多个特性的第一传感器或者用于测量由所述滤波器子系统传输的所述第二辐射部分的一或多个特性的第二传感器中的至少一者；以及
控制器，其以通信方式耦合到所述第一传感器或者所述第二传感器中的至少一者，所述控制器经配置以基于由所述第一传感器或者所述第二传感器中的至少一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述第一传感器及第二传感器中的至少一者经配置以测量来自所述样本的一或多个光致发光缺陷的紫外光致发光的光或近紫外光致发光的光。
35.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的系统，其包括：
第一辐射源，其经配置以将第一波长的光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第一波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
一组收集光学器件，其经配置以收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
滤波器子系统，其经配置以接收由所述组收集光学器件收集的所述辐射的至少一部分，其中所述滤波器子系统经配置以将来自所述样本的所述辐射分离成多个光致发光辐射部分，每一部分包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的所述辐射的不同光谱范围中的一或多个波长；
检测子系统，其包含多个传感器，每一传感器适于测量由所述滤波器子系统传输的所述多个光致发光辐射部分中的一者的一或多个特性；以及
控制器，其以通信方式耦合到所述多个传感器中的每一者，所述控制器经配置以基于由所述多个传感器中的每一者检测的光来检测一或多个光致发光缺陷。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以：
基于由所述多个传感器中的每一者测量的一或多个信号对经检测的所述一或多个光致发光缺陷进行分类。
37.根据权利要求35所述的系统，其进一步包括：
第二辐射源，其经配置以将第二波长的光束引导到所述样本的一部分上。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述滤波器子系统进一步经配置以将所述辐射分离成包含所述第一波长的一部分辐射及包含所述第二波长的另一部分辐射中的至少一者。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述检测子系统包含以下中的至少一者：适于测量由所述滤波器子系统传输的包含所述第一波长的所述一部分辐射的一或多个特性的传感器；及适于测量由所述滤波器子系统传输的包含所述第二波长的所述另一部分辐射的额外传感器。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以基于由适于测量包含所述第一波长的所述一部分辐射的一或多个特性的所述传感器及适于测量包含所述第二波长的所述另一部分辐射的所述额外传感器中的至少一者测量的光来检测一或多个散射缺陷。
41.根据权利要求35所述的系统，其中所述滤波器子系统依序包含多个光学元件及多个窄频带滤波器以便将从所述样本接收的所述辐射分离成多个光谱频格。
42.根据权利要求41所述的系统，其中所述多个光学元件及所述多个窄频带滤波器根据所述样本的一或多个光致发光缺陷的一或多个预期光谱特性定义所述多个光谱频格中的每一者。
43.根据权利要求42所述的系统，其中所述多个光学元件及所述多个窄频带滤波器将多个半幅值全宽值实质上匹配到光致发光光谱的一组对应强度峰值，其中每一强度峰值指示一类型的堆垛层错的存在。
44.根据权利要求35所述的系统，其中所述滤波器子系统包含多个光学元件及多个窄频带滤波器，以便将从所述样本接收的所述辐射分离成多个近紫外NUV光谱频格、多个紫外UV频格及多个可见光谱频格中的至少一者。
45.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法，其包括：
将第一波长光束引导到所述样本的一部分上；
将第二波长光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第二波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
将来自所述样本的所述辐射分离成两个或更多个辐射部分，其中至少第一辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的所述光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长；
测量所述第一辐射部分的一或多个特性；以及
基于所述第一辐射部分的经测量的所述一或多个特性检测一或多个光致发光缺陷。
46.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法，其包括：
将第一波长光束引导到所述样本的一部分上；
将第二波长光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第二波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
将来自所述样本的所述辐射分离成包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长的第一辐射部分、包含来自于第一辐射源的光的第二辐射部分或者包含来自于第二辐射源的光的第三辐射部分，以及包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的所述光致发光的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长的第四辐射部分中的至少一者；
测量所述第一辐射部分的一或多个特性、所述第二辐射部分的一或多个特性或者所述第三辐射部分的一或多个特性，以及所述第四辐射部分一或多个特性中的至少一者；
基于所述第二辐射部分和所述第三辐射部分中的至少一者的经测量的所述一或多个特性来检测一或多个散射缺陷；以及
基于所述第一辐射部分以及所述第四辐射部分中的至少一者的经测量的所述一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷。
47.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法，其包括：
将第一波长光束引导到所述样本的表面上，其中所述第一波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
将来自所述样本的所述辐射分离成两个或更多个辐射部分，其中至少第一辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的可见光谱或近红外光谱中的一或多个波长，且至少第二辐射部分包含与由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光相关联的紫外光谱中的一或多个波长；
测量所述第一辐射部分或所述第二辐射部分中的至少一者的一或多个特性；以及
基于所述第一辐射部分或所述第二辐射部分中的至少一者的经测量的所述一或多个特性检测一或多个光致发光缺陷。
48.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法，其包括：
将第一波长的光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第一波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
将来自所述样本的所述辐射分离成多个光致发光辐射部分，每一部分包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的光的不同光谱范围中的一或多个波长；
测量所述多个光致发光辐射部分中的每一者的一或多个特性；以及
基于所述多个光致发光辐射部分中的每一者的经测量的所述一或多个特性检测一或多个光致发光缺陷。
49.一种用于样本的缺陷检测及光致发光测量的方法，其包括：
将第一波长光束引导到所述样本的一部分上，其中所述第一波长的所述光束适于引起所述样本的一或多个光致发光缺陷发射光致发光的光；
将第二波长光束引导到所述样本的一部分上；
收集来自所述样本的辐射，来自所述样本的所述辐射包含由所述样本的所述一或多个光致发光缺陷发射的至少光致发光辐射；
将来自所述样本的所述辐射分离成光致发光辐射的可见部分及光致发光辐射的近紫外NUV部分；
测量所述光致发光辐射的可见部分及所述光致发光辐射的近紫外NUV部分的一或多个特性；以及
基于所述光致发光辐射的可见部分及所述光致发光辐射的近紫外NUV部分的经测量的所述一或多个特性来检测一或多个光致发光缺陷。
50.如权利要求49所述的方法，其进一步包括：
基于与所述光致发光辐射的可见部分及所述光致发光辐射的近紫外NUV部分相关联的一或多个信号对经检测的所述一或多个光致发光缺陷进行分类。
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