JP2001500613A - 半導体のミクロ欠陥検出装置とその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は光ルミネセンスを用いて、室温での半導体およびシリコン構造の欠陥を比較的短時間で検出する方法と装置に関する。本発明は、その電荷特性が半導体との相互作用によって半導体内の欠陥を検出する高濃度の電荷キャリアを発生させる目的で、好ましくは０．１ｍｍから０．５ミクロンの間のスポットの大きさと、１０⁴−１０⁹ｗ／ｃｍ²のピークまたは平均電力密度を持つ、高強度の光ビームの使用を採用している。これらの欠陥は半導体の光ルミネセンス像を作り出すことによって明らかにされる。共焦光学(confocal optics)が用いられると同時に各種の波長が選択した深さでの欠陥を特定するために選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体のミクロ欠陥検出装置とその方法 本発明は半導体およびシリコンおよび特にそれのみではないが、部分的に処理 された、あるいはバルクシリコンのミクロ欠陥を検出する装置とその方法に関す る。 結晶成長における技術開発は転位(dislocation)のないシリコンウェファーの 生産を可能にした。しかしながら、転位のないウェファーは、ウェファーが高温 処理を受けた後では転位のないままでは残ることができないおそれがある。ウェ ファー中のデバイス活性領域内に形成される欠陥およびゲ-ト酸化物中に作り出 された欠陥は、一般的にデバイスの性能を低下させ、収率の低下と信頼性に問題 を生じることになる。本発明はこれらの欠陥の位置決めをして、その電気的活性 度を測定するために用いられる。 シリコン中の高速拡散体である遷移金属は、容易に深準位、すなわち価電子帯 域あるいは伝導帯域端(band edge)から遠い準位を形成し、そして時として点欠 陥と拡張した欠陥の両方のデコレーション(decoration)に至り、結局はデバイス 障害を生じる。これらの遷移金属の不純物は、劇的にキャリアの寿命を低減する とともに暗流発生場所(dark current generation sites)、すなわち光のない所 で漏洩電流が発生する場所として作用する、再結合中心およびトラップを形成す る。摩耗(abra sion)のような機械的損傷(mechanical damage)が一般的に行われ る所に損傷個所(damagesite)を置く(provide)ために、ウェファー中の不純物を 吸い上げるスポンジ(sponge soaking up impurities)のように効果的に作用する ゲッタリング技術(gettering techniques)が、遷移金属不純物をデバイス活性 区域から除去するために開発されてきた。従って前述の損傷が、電気的デバイス から遠い（離れた）ウェファーの区域で意図的に行われるようにしている。この ように、内部ゲッタリングは、デバイス区域から取り除かれた望ましくない不純 物を引きつけてシリコン基板に欠陥を持ち込む。ゲッタリングを行 う場所(gettering site)は、異なるプロセス条件に対応してその分布を制御する ことで特徴づけられなければならず、その課題は本発明により実施される。 一般に、およそミクロン厚のシリコンの堆積した最上層であるエピタキシャル シリコンは、成長ＣＺ(as-grown CZ)ウェファーに関する問題を克服するために 用いられる。言い換えると、エピタキシャルシリコンの厚みが増加するにつれ、 この層が欠陥の無い方法で成長できる場合には、それはデバイスの活性(activit y)に影響するバルクウェファー中に不純物がない、電気的デバイス用の個所(sit e)として使用できる。しかしながら、この活性(activity)を発揮するに十分な厚 みのエピタキシャル層を常に使用することは不可能であり、エピタキシャル層が 薄い所ではバルクウェファー中にある欠陥は電気的デバイスの性能を妨害する。 その上、エピタキシャル層には金属汚染の問題がある。 いくつかの技術が成長材料(as-grown material)の欠陥検出用に既に存在し、 それらにはフローパターン欠陥を明らかにするための湿式化学エッチング、下部 構造中の欠陥を代替表示する波状起伏(undulation)を検出する光を用いて、表面 ウェファーのトポグラフィー(topography)を検査する光拡散トポグラフィーおよ びウェファーを通る光の透過が検査され、小さな経路変化に起因する移相(phase shift)がウェファー中の欠陥をイメージするために使用される透過型干渉コン トラスト顕微鏡(transmission interference contrast microscopy)がある。こ れらの技術の総ては、ウェファー中の物理的な欠陥の存在を測定するために使用 される。しかしながら、それらは欠陥の電気的特性を測定するものではなく、そ の上、ある場合には破壊的でさえある。従って、ウェファーの構造上の完全性を 決定するための技術としてはそれらが提供する情報が不足しており、さらにウェ ファーを積極的に壊す場合がある。光ルミネセンス(ＰＬ)分光法は、半導体中の 不純物および欠陥における本質的かつ非本質的(intrinsic and extrinsic)な両 方の電子的遷移を研究するための非常に感度の良い技術である。シリコンがレー ザー放射により低温で材料のバンド・ギャップより上に励起されると正孔対(ele ctron hole pairs)が作り出される。これらのキャリアは各種 の異なる方法で再結合し、そのうちいくつかはルミネセンスを生じる。低温で形 成された正孔対はシリコン中の不純物にトラップされ、それらはこの相互作用に 特徴のある光子を放射することで、光ルミネセンススペクトルに不純物特性の情 報を与える。シリコンへのＰＬ分光法の応用には種々の処理ステッブ後のシリコ ンの特徴を知ることを含めて、例えば注入(inplantation)、酸化、プラズマエッ チング技術、点欠陥複合体(defection of point defect complexes)および転位( dislocation)の存在の検出等、デバイス製造の特徴を示す極めて多数のものがあ る。最も重要な応用の一つはヒ素、ホウ素およびリンのような浅準位ドナー(sha llow donor)およびアクセプタの非破壊的測定を包む。特に、この技術によりこ れらの浅準位ドナーおよびアクセプタの濃度測定が可能になる。しかしながら、 このスペクトル情報を得るためおよび光心(optical centres)の明白な化学的同 定をするために、これら総ての応用において、測定は液体ヘリウム温度で行われ る必要がある。室温ではＰＬ信号は非常に弱化し、有用なスペクトル情報は極め て少ししか得られない、ということが工業界では知られている。 室温におけるＰＬ分光法を使用することだけを記述した一組の実験が知られて いる（室温における光ルミネセンスによるシリコン結晶のミクロ欠陥のマッピン グ、Semiconductor Silicon １９９０年、Proceeding ９０−７巻 ９９４−１ ００４頁）。この論文でシリコンウェファー中の深準位(deep level)ＰＬおよび 帯域端(band edge)ＰＬの両方が室温で検出可能であると論証しているが、ここ で使用される技術はスペクトル情報を得なければならず、従って空間的分析(spa tial resolution)は困難であり(constrained)、かつ多くの所要時間が必要であ るということに注意しなければならない。このことは、この技術を成功裡に使用 することを難しくする。室温ＰＬは欠陥の再結合特性を非破壊的に検査するのは 理想的であるため、これは不運である。 しかしながら、我々は鋭意研究した結果、数分内で像を作り出すことができる という工業的に応用できるＰＬ技術を開発するに至った。さらに、我々の技術は また、ウェファー表面近くの小さな個々の欠陥のミクロな像を得ることができる 。これは、ウェファーの奥深くの大きな欠陥クラスタの全体図(macro view)を作 りがちな前述のＰ Ｌ室温技術とは対照的である。 本技術を以下説明する。 ＰＬの強度である強度Ｉ_PLはレーザビーム位置(ｘ,ｙ)の関数として下記で与 えられる、 ここで、ｋは光収集効率(light collection efficiency)および検出器量子効 率(detector quantum efficiency)のような実験的パラメータを与える比例係数 である。ＡおよびＲ_rは、材料(Ａ)内部の吸収損失および表面(Ｒ_r)での反射損失 に対する修正係数である。ηは半導体の内部量子効率(inside quantum efficien cy)、△ｎは過剰キャリア密度およびｄ³は光放射材料(material emitting light )の体積である。 欠陥(defects)はキャリアの再結合特性を変更し、このことはＰＬ像の強度変 化として観察される。ＰＬのコントラストＣを下記のように定義する、 ここでＩ_PL(∞)は欠陥から遠く離れた位置での、Ｉ_PL（ｘ，ｙ）は位置ｘ，ｙ における強度である。 上記のバンド・ギャップの励起(excitation)により過剰な正孔対がシリコン中 に生成されると、再結合は放射的（光を放射）であるか非放射的のいずれかであ る。 全再結合率は二つの率の和で表され、 Ｒ＝Ｒ_IT＋Ｒ_nr (3) 半導体の内部量子効率ηは次式で与えられる。 光ルミネセンス像が得られる時、ＰＬ信号で観察されるいかなる変化もＲ_ITお よびＲ_nrの両方の空間的変化によるものである。 欠陥の再結合の挙動は、バンド・ギャップ中の準位（深準位あるいは浅準位） の位置およびキャリア捕獲断面(carrier capture cross sections)に左右される 。低い注入レベルでは再結合率は少数キャリアの有効性(availability of the m inority carrier)により制限され、一方、注入された電荷が平衡キャリア濃度を 超える高い注入レベルでは再結合率は捕捉数(the number of traps)で制限され る。従って、注入レベルの増加は欠陥の再結合を促すことになる。 従って、室温で取り組むことができ、並びに工業的使用に適した速さで半導体 あるいはシリコン構造中の欠陥に関する情報を提供し、および／あるいは半導体 あるいはシリコン構造の上部領域の、そしてその表面に特に近い欠陥を見ること を可能にする光ルミネセンス技術を提供することが、本発明の一つの目的である 。 前記半導体あるいはシリコン構造の中の欠陥を見え易くするために、そのＰＬ 像のコントラストを強化する目的で前記半導体あるいはシリコン構造中の欠陥に おける正孔対の非放射再結合をし易くすることが、本発明の次の目的である。 最も広い見方では、本発明は、欠陥がある場所のキャリアの寿命の変化によっ て観 察されるような選択された励起条件下での、半導体あるいはシリコン構造からの ルミネセンスの収集に基づくものである。 従って本発明の方法においては高注入レベルレーザーを使用し、欠陥は欠陥部 分でのキャリアの寿命の局部的変化によって検出される。これらの欠陥は、一般 に欠陥の物理的位置で暗部として観察されるが、放射再結合が増大すると(enhan ced)、背景に関しては(having regard to the background)、比較的明るい領域 を生じる場合もある。 欠陥部分での再結合は、注入レベルを増加することにより増大され(enhanced) 、キャリアが少なくても、それを有効に利用することができる。 本方法の成功は、ある面では、本レーザのプローブ容積(probing volume)が小 さい（空間的分解能０．１−２０μｍ、理想的には２−５μｍ）ことによるもの であり、従って局在化された欠陥(localized defect)が測定ＰＬ強度にかなり大 きな影響を与えていると考える。また、励起(excitation)は集中されているので 注入キャリア密度は高くなり、部分的にはそのために成功したと考える。このこ とは、欠陥部分での、すなわち欠陥部分の物理的位置における非放射再結合の確 率を大いに高める。 本発明の第一の視点によれば、半導体あるいはシリコン構造を高強度レーザー に露出し、それからその光ルミネセンスを決定する方法であって、前記半導体あ るいはシリコン構造中の空間および深さ分解能(spatial and depth resolution) を高めるための方法を提供している。 理想的にはこの方法は、コントラストおよび分解能を改善することにより半導 体あるいはシリコン構造中の欠陥を明らかにするために行われる。 ここでの高強度レーザーとは、レーザーの電力に無関係に放射が集中する(emi ttance is focused)、高電力密度レーザーを包含するがそれに限定されるもので はない。 キャリア拡散長は高注入レーザー条件下では大いに低減され、その結果、効果 的なサンプリング深さは励起源の波長によって順番(in turn)に決まる励起レー ザーの浸透深度によって殆ど決定される、ということが発見された。短波長を用 いて表面近傍の欠陥が検査される。逆に、長波長は試料中の深い欠陥を調査する ために用いることができる。 本発明の好適な方法で、パルスレーザー励起源を用い、理想的には時間関数と してルミネセンス像を測定している。これは深さおよび空間の両方の分解能が改 善され、欠陥部分のキャリア捕捉断面についての情報を得るために使用可能であ ることを意味している。時間分析測定(time resolved measurements)もまた有効 キャリア寿命を測定するため、および寿命マップを得るために用いられる。 本発明の別の実施の形態では、共焦光学(confocal optics)が前記半導体の大 きな容積をレーザーで励起し、一連のフォーカルプレーン(focal plane)から像 を収集することにより、欠陥の深さ識別を得るために用いられる。 本発明の別の面によれば半導体あるいはシリコン構造を、０．１ｍｍ〜０．５ ミクロンの間のスポットの大きさで１０⁴から１０⁹ｗａｔｔ／ｃｍ²間のピーク または平均電力に特徴がある少なくとも一つの高い強度の光のビームに露出し、 それから半導体あるいはシリコン構造の欠陥を観察するためにそこからルミネセ ンスを収集するステップを有する、半導体あるいはシリコン構造中の欠陥を特定 する方法が提供されている。 本発明の何れかの方法を用いて、部分的に処理されたバルクシリコンの欠陥分 布(defect distribution in part processed and bulk silicon)を描くことが可 能である。本方法は、全半導体の欠陥分布の決定、また密度および空間分布の決 定および半 導体の欠陥再結合の測定に応用される。 本発明の更に別の面によれば、ここに記載されたように高強度レーザーを有す ることを特徴とする、半導体あるいはシリコン構造の光ルミネセンス作像を行う ための装置が提供されている。 本発明の好ましい実施の形態によれば、前記レーザーはその波長励起を調整す るために変調可能であり、それによって前記装置の使用者は前記半導体あるいは シリコン構造を異なる深さで試験することが可能である。例えば、短波長を前記 半導体あるいはシリコン構造の表面近傍を試験するために用いてもよく、長波長 は前記半導体あるいはシリコン構造のより深い所を観察するために用いてもよい 。 本発明の更に別の好ましい実施の形態では、前記装置は前記レーザーのパルス 状の出力を可能にし、ＰＬ像が時間の関数として得られる手段を備えている。 本発明の更に別の好ましい実施の形態では、前記装置は前記レーザーを高周波 数（０．１−１００Ｍｈｚ）で前記レーザーを変調する手段を備え、それにより 前記装置の使用者は前記半導体あるいはシリコン構造を異なる深さで試験するこ とができる。 本発明の更に別の好ましい実施の形態では、前記装置は０．１ｍｍと０．５ミ クロンの間のスポットの大きさ、および／あるいは１０⁴から１０⁹ｗａｔｔ／ｃ ｍ²間の電力密度のレーザーを有する。 本発明の更に別の好ましい実施の形態では、前記装置は前記半導体の大きな体 積をレーザーで励起して一連のフォーカルプレーン(focal plane)から像を収集 することにより欠陥の深さ識別を得るために用いられる共焦光学(confocal opti cs)を有する。 本発明の実施の形態を、例示用にのみ下記の図面を参照して記述する、ここに おい て 図１は、チョクラルスキー（ＣＺ）シリコンの成長欠陥のＰＬ像であり、走査 区域は本発明の装置を用いて1ｍｍ×１ｍｍである。 図２は、１×１０¹¹ａｔｏｍ．ｃｍ^-3の鉄汚染後のＣＺシリコン中の成長欠陥 のＰＬ像であり、走査区域は本発明の装置を用いて１ｍｍ×１ｍｍである。 図３は、アニール処理されたシリコン中の酸素沈澱のＰＬ像であり、走査区域 は本発明の装置を用いて１ｍｍ×１ｍｍである。 図４は、コンプリメンタリ金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）処理(processed)テ ストウェファー中のニッケル珪化物沈澱のＰＬ像であり、走査区域は本発明の装 置を用いて５００μｍ×５００μｍである。 図５は、ＣＭＯＳ処理テストウェファー中の銅珪化物沈澱のＰＬ像であり、走 査区域は本発明の装置を用いて１００μｍ×１００μｍである。 図６は、ＣＭＯＳ処理テストウェファー中の銅珪化物沈澱のＰＬ像であり、ａ ）高注入、ｂ）低注入を示し、走査区域は３７μｍ×３９μｍである。 図７は、局部酸化(local oxidation)シリコン（ＬＯＣＯＳ）テスト構造の顕 微鏡写真であり、走査区域は本発明の装置を用いて１２０μｍ×６０μｍである 。 図８は、転位(dislocation)の高密度を明らかにするＬＯＣＯＳテスト構造の ＰＬ像であり、走査区域は本発明の装置を用いて１２０μｍ×６０μｍである。 像の右手側の暗線は高転位密度の領域を示す。 図９は、本発明による装置をダイアグラム的に図示するものである。 図面および最初に図９を参照し、本発明による装置をダイアグラム的に図示す るものが示されている。 本装置は本質的にＰＬ作像顕微鏡を有し、それは右手側にレーザーバンク３〜 ８を有し、底側にＸ−ＹテーブルあるいはＲ−Θテーブルのような試料台を有し 、左手側にマイクロプロセッサ４０とディスプレイスクリーン３９を有し、図の 中央にシステムを通過する光を方向付けする各種光構成要素が示されている。 図９に示した実施の形態で、６個のレーザーは試料の異なる深さを厳密に調べ ることができるように配置されている。しかしながら、唯一つのレーザーを用い るかあるいは実際多数のレーザーを用いるかは本発明の範囲内にある。どのよう な場合でも、少なくとも一つのレーザーは高強度レーザーであり、理想的には０ ．１ｍｍと０．５ミクロンの間のスポットの大きさで１０⁴から１０⁹ｗａｔｔ／ ｃｍ²間の電力密度を持つ。前記レーザーバンクと共に作動するレーザー選択器 １６が、一つあるいはそれ以上のレーザーを使用するか選択するために、そして 更にレーザーの周波数および波長を選択するために備えられている。 光ファイバー９のような従来の光学器械構成部品力洸を照準器１０およびレー ザービーム拡張器１１に導くために用いられる。アポダイゼーション板１２は、 レーザービーム拡張器１１とビーム分割器３１間に置かれている。ビーム分割器 ３１は光の一部を前述のレーザーから対物レンズ３４を介して試料２に導く。 自動焦点制御器３０が備えられ、ピエゾ駆動(piezo driven)焦点ステージ３３ と結合される。顕微鏡はそれぞれ３４，３５で表す少なくとも一個のミクロな検 査用高開口数（high numerical aperture）対物レンズと一個のマクロ検査用低 開口数（low numerical aperture）対物レンズを備えた従来の回転式タレット３ ６が設けられてい る。更にタレット３６に結合して光学的移動測定システム３８が備えられている 。 ケーブルが自動焦点制御器３０をマイクロプロセッサ４０へおよび顕微鏡対物 レンズ表示器３２をマイクロプロセッサ４０へ接続するために備えられている。 ビーム分割器３１の下流にレーザーノッチフィルタ用のフィルタホイール１３ が備えられており、その下流には揺動折り畳み式鏡１４が備えられ、その機能に ついては後述する。前記鏡１４に配列して波長選択用のフィルタホイール２７が 備えられ、その後方に適当なＣＣＤ ２−Ｄアレイ検出器２９に取りつけられた ズームレンズが備えられている。 無限システム補償レンズ(infinity system compensating lens)３７が、別の 波長選択用フィルタホイール２３およびＵＶおよび可視光用の検出器２５の最先 端にある焦点レンズ２４に向け光を反射するコールドミラー１７の先の光経路に 備えられている。検出器２５は、ロックイン増幅器２６に結合されている。これ は表面の反射像を得るのに用いられる。 コールドミラー１７の最後方に再び別の波長選択用フィルタホイール１８が、 その最後方には、焦点レンズ２２およびルミネセンス検出用の検出器２１の最先 端に備えられたピンホール選択用の別の開口ホイール１９が備えられている。 ＵＶおよび可視光用の検出器２５および赤外線検出器２１の両方がロックイン 増幅器２６に結合されている。 下記に関連してシステムの動作を説明する。 試料の異なる面を厳密に調べるための波長範囲が数種のレーザー（３〜８）に より得られる。レーザーは、試料（２）から放射された信号が、ロックイン増幅 器（２６）によるレーザー変調周波数に同期する検出器によってバックグラウン ド放射線から離 隔されるように周波数発生器（１６）によって変調される。別の実施の形態では 、波長範囲は、同調可能レーザー、および／あるいは光パラメトリック発信器を 用いて作り出される。各レーザーは、レーザーの何れかあるいは総てが試料（２ ）を照射できるように多分岐光ファイバー（９）に接続され、割り当てられてい る。多分岐光ファイバーの共通端は放射光を照準する光システム（１０）に接続 している。この光システムは、試料（２）上にある顕微鏡対物レンズ（３４，３ ５）に合致した値にレーザービームの直径を合わせるビーム拡張器（１１）に割 り当てられている。拡張したビームはその後、光エネルギをビーム区域に均等に 配分するアポダイゼーション板（１２）を通過する。 拡張および制御（apodized）されたビームは、ビーム分割器（３１）によって 反射され、顕微鏡対物レンズ（３４および３５）に送られる。ビームは顕微鏡対 物レンズ（３４あるいは３５）によって試料に焦点を合わせる。マイクロモード ではこの対物レンズは回折が限られているスポットの大きさにビームを集中する ように選ばれる。表示器機構（３２）で操作される回転ターレット（３６）は、 対物レンズを試料のより広い区域が照射されるマクロモードに変更させる。別の 実施の形態ではアポダイゼーション板（１２）は、より高い注入レベルを与える ためにマイクロモード用スポットがより小さくなるように移動される。 光学的移動センサ（３８）は試料までの距離を測定し、焦点防止制御器(antif ocus controller)（３Ｏ）を通した帰還ループを介してピエゾ駆動焦点ステージ (piezoactuated focusing stage)（３３）により正しい間隔を維持する。 試料からの光ルミネセンス信号は、(マイクロモードで)顕微鏡対物レンズ（３ ４）により集められ、ビーム分割器（３１）およびレーザー波長の範囲に整合す るノッチフィルタを持つフィルタホイール（１３）のノッチフィルタを通して戻 される。ノッチフィルタは、光ルミネセンス信号のみを通過させ、どんな反射レ ーザー光も除去する。 折り畳み鏡（１４）はビーム外に揺動し、信号を、使用されるいかなる無限顕 微鏡(infinity microscope)対物レンズをも補償するために組み込まれるチュー ブレンズ（３７）に、そしてコールドミラー（１７）に通過させる。この構成要 素は、選択されたカットオフ点（約7００ｎｍ）以下のこれらの波長を信号を、 検出器（２５）に焦点を合わせる焦点レンズ（２４）へ反射する。検出器焦点レ ンズ（２４）の前面にあるフィルタホイール（２３）は選択された波長帯域を離 隔するフィルタを持つ。 カットオフ点を超える波長範囲にある光ルミネセンス信号の部分は、コールド ミラー（１７）を涌渦し、レンズ（２２）により同様に検出器（２１）に焦点を 合わせる。この信号もまた選択された波長帯域を離隔するフィルタを持つフィル タホイール（１８）を通過する。 異なる直径の一連のピンホールが、検出器（２１）の前面に置かれた開口ホイ ール（１９）にある。この開口ホイールは、ピンホールが所定の像平面と焦点を 共有して置かれるように、ピエゾ駆動器（２０）により軸方向に動かされる。こ の方法により、試料（２）中の異なる深さの平面は正確な深さ情報を与えるよう に作像される。 検出器（２１，２５）からの電気信号は、ロックイン増幅器（２６）に送られ 、そこで周波数発生器（１５）からの参照信号によりレーザー（３〜８）の変調 周波数と同期させられる。電気信号はそれから、分析用に中央プロセッサ（４０ ）に送られる。ＰＬ像はステージを走査するラスタにより得られる。代わりに検 流計の鏡を用いた光学的走査も採用される。 別のマイクロモード操作では、折り畳み鏡（１４）は光ルミネセンス信号のビ ームの中へ揺動する。進路を変更された信号は、選択された波長帯域を離隔する フィルタを持つフィルタホイール（２７）を通って、ズームレンズ（２８）に送 られる。ズームレンズは、異なる倍率でCCD二方向アレイ（２９）上に試料（２ ）の照射スポッ トを作像するのに用いられる。このことにより、試料（２）の照射区域が異なる 分解能で作像される。ＣＣＤアレイからの電気信号は、分析のために中央プロセ ッサに送られる。 本発明の前述の装置を用いて、半導体の欠陥を可視化するための研究が行われ 、これらの研究の結果が図１〜図８に示されている。これらの像は独特であり室 温では他のいかなる方法でも得ることができない。一般的に本装置により半導体 中の欠陥の位置の特定と特性解明が可能になるということが分かる。このことに より、デバイスを製造用ウェファーをより効果的に選別にでき、従って欠陥のあ る半導体の製造を防止することができる。 本発明により、欠陥の密度と空間的な分布が決定されるように欠陥を作像でき る半導体あるいはシリコン構造中の欠陥作像装置とその方法が提供されることが 分かる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 イアン クリストファー メイズ 英国 ハートフォードシャー、ＨＰ２ ７ ＴＤ ヘメル ヘムステッド、メイランズ 通り バイオ―ラド ハウス (72)発明者 ミカエル スウィーニー 英国 ハートフォードシャー、ＨＰ２ ７ ＴＤ ヘメル ヘムステッド、メイランズ 通り バイオ―ラド ハウス (72)発明者 フレディー ユン ヘン チン 英国 ハートフォードシャー、ＨＰ２ ７ ＴＤ ヘメル ヘムステッド、メイランズ 通り バイオ―ラド ハウス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 半導体あるいはシリコン構造を０．１ｍｍ−０．５ミクロンの間のスポ ットの大きさで１０⁴〜１０⁹ｗａｔｔ／ｃｍ²間のピークまたは平均電力の少な くとも一つの高い光強度のビームに露出し、半導体あるいはシリコン構造の欠陥 を観察するためにそこからルミネセンスを収集することを特徴とする半導体ある いはシリコン構造中の欠陥を特定する方法。 ２． 前記半導体あるいはシリコン構造中の選択された深さでの欠陥を特定す るために前記光の波長を選択するステップを有することを特徴とする請求項１に 記載の方法。 ３． 前記半導体あるいはシリコン構造をパルス状の光ビームに露光するステ ップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。 ４． 一連の焦点面からルミネセンスを収集するステップを有することを特徴 とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。 ５． ０．１ｍｍと０．５ミクロンの間のスポットの大きさ、および／または １０⁴〜１０⁹ｗａｔｔ／ｃｍ²間の電力を有する光ビームを作り出す少なくとも 一つの高強度光発生手段と、 半導体あるいはシリコンウェファーからルミネセンスを収集する手段と、 存在するいかなる欠陥をも調べるために前記半導体あるいはシリコン構造の像 を作り出す手段 を有することを特徴とする半導体あるいはシリコン構造の光ルミネセンス作像 を行う装置。 ６． 前記光発生手段は前記光ビームの波長がそれによって選択される変調手 段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７． 前記光発生手段は前記光ビームの強度がそれによって選択される変調手 段を備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。 ８． パルス状光ビームが作り出される手段が備えられていることを特徴とす る請求項５〜７のいずれかに記載の装置。 ９． 前記光発生手段は前記光ビームの周波数がそれによって選択される変調 手段を備えていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の装置。 １０． 前記装置は、それによって前記半導体あるいはシリコン構造の像が一 連のフォ一カルプレーンを通して得られる共焦光学（confocal optics）機器を 有することを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の装置。