JP5713419B1 - 欠陥分類方法及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の別の目的は、炭化珪素基板に存在する欠陥を高精度に分類できる欠陥分類方法及び装置を実現することにある。
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、紫外域の照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光とフォトルミネッセンス光とを分離し、分離された反射光とフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥検出を行う第1の欠陥検出工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥検出を行う第2の欠陥検出工程と、
前記第1及び第2の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記反射光による欠陥検出とフォトルミネッセンス光による欠陥検出とが並行して行われ、
前記欠陥分類工程において、前記反射光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする。
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、散乱光及びフォトルミネッセンス光を分離し、散乱光とフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された散乱光から欠陥を検出する第1の欠陥検出工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第2の欠陥検出工程と、
前記第1及び第2の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記散乱光による欠陥検出とフォトルミネッセンス光による欠陥検出とが並行して行われ、
前記欠陥分類工程において、前記散乱光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする。
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光、炭化珪素のバンド端発光波長を含む第1の波長域のフォトルミネッセンス光、及び前記第1の波長域よりも波長の長い第2の波長域のフォトルミネッセンス光を分離し、反射光並びに第1及び第2のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出する第1の欠陥検出工程と、
検出された第1の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第2の欠陥検出工程と、
検出された第2の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第3の欠陥検出工程と、
前記第1〜第3の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記欠陥分類工程において、前記反射光による欠陥検出の結果と第2の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする。
紫外域の照明光を検査すべき炭化珪素基板に向けて投射する照明手段と、
前記照明光により炭化珪素基板の表面を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された光から、反射光とフォトルミネッセンス光とを分離する分離手段と、
分離された反射光及びフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第1の欠陥検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第2の欠陥検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記反射光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする。
前記欠陥分類手段には、分類すべき欠陥情報として欠陥のアドレスを含む情報が入力し、
前記欠陥分類手段は、分類すべき欠陥情報が入力した際、前記欠陥メモリにアクセスし、入力した欠陥情報に含まれるアドレスにおける欠陥像の有無及び欠陥像の形状に基づいて欠陥を分類することを特徴とする。
さらに、基底面内欠陥は、反射画像中にはほとんど出現せず、フォトルミネッセンス画像中にライン状の画像として出現する特性を有し、この特性は積層欠陥やキャロット欠陥とは異なる特性である。従って、炭化珪素基板について照明ビームを用いて1回走査し、反射光及びフォトルミネッセンス光の両方を並行して検出することにより、基底面内欠陥を他の欠陥から区別して分類することができる。
2 光ファイババンドル
3 フィルタ
4 集束性レンズ
5 スリット
6 偏光子
7 ハーフミラー
8 リレーレンズ(結像レンズ)
9 振動ミラー
10,11 リレーレンズ
12 第1のダイクロィックミラー
13 ノマルスキープリズム
14 対物レンズ
15 ステージ
16 炭化珪素基板
17 位置センサ
18 検光子
19 ポジショナ
20 第1の光検出手段
21,27,28 増幅器
30〜32 A/D変換器
33〜35 画像形成手段
36 欠陥像検出手段
37 欠陥画像メモリ
38 欠陥形状判定手段
39 欠陥データメモリ
40 欠陥分類手段
43 出力手段
Claims (24)
- 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、紫外域の照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光とフォトルミネッセンス光とを分離し、分離された反射光とフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥検出を行う第1の欠陥検出工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥検出を行う第2の欠陥検出工程と、
前記第1及び第2の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記反射光による欠陥検出とフォトルミネッセンス光による欠陥検出とが並行して行われ、
前記欠陥分類工程において、前記反射光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項1に記載の欠陥分類方法において、前記照明光は、炭化珪素の禁制帯幅エネルギーよりも大きいエネルギーを有する照明光であることを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項1又は2に記載の欠陥分類方法において、前記第2の欠陥検出工程においてフォトルミネッセンス光による欠陥が検出され、前記第1の欠陥検出工程において反射光による欠陥が検出されない場合、検出された欠陥は基底面内欠陥として分類されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、散乱光及びフォトルミネッセンス光を分離し、散乱光とフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された散乱光から欠陥を検出する第1の欠陥検出工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第2の欠陥検出工程と、
前記第1及び第2の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記散乱光による欠陥検出とフォトルミネッセンス光による欠陥検出とが並行して行われ、
前記欠陥分類工程において、前記散乱光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項4に記載の欠陥分類方法において、前記第2の欠陥検出工程において欠陥が検出され、前記第1の欠陥検出工程において欠陥が検出されない場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項4又は5に記載の欠陥分類方法において、前記照明光は炭化珪素基板の表面に対して斜めに投射されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する結晶欠陥を検出し、検出された結晶欠陥を分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて紫外域の照明光を投射し、照明光により炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光、炭化珪素のバンド端発光波長を含む第1の波長域のフォトルミネッセンス光、及び前記第1の波長域よりも波長の長い第2の波長域のフォトルミネッセンス光を分離し、反射光並びに第1及び第2のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出する第1の欠陥検出工程と、
検出された第1の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第2の欠陥検出工程と、
検出された第2の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出する第3の欠陥検出工程と、
前記第1〜第3の欠陥検出工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記欠陥分類工程において、前記反射光による欠陥検出の結果と第2の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項7に記載の欠陥分類方法において、前記第2の欠陥検出工程において欠陥が検出された場合、検出された欠陥は積層欠陥として識別することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項7又は8に記載の欠陥分類方法において、前記第3の欠陥検出工程において欠陥が検出され第1の欠陥検出工程において欠陥が検出されない場合、検出された欠陥は基底面内欠陥として識別し、前記第3の欠陥検出工程において欠陥が検出され第1の欠陥検出工程において欠陥が検出された場合、検出された欠陥はキャロット欠陥として識別することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項7、8又は9に記載の欠陥分類方法において、前記第1の波長域は380nm又はその近傍に設定され、前記第2の波長域は可視域又は赤外域の波長域に設定されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する検査装置であって、
紫外域の照明光を検査すべき炭化珪素基板に向けて投射する照明手段と、
前記照明光により炭化珪素基板の表面を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された光から、反射光とフォトルミネッセンス光とを分離する分離手段と、
分離された反射光及びフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第1の欠陥検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第2の欠陥検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記反射光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする検査装置。 - 請求項11に記載の検査装置において、前記照明光は、炭化珪素の禁制帯幅エネルギーよりも大きいエネルギーを有する照明光であることを特徴とする検査装置。
- 請求項12に記載の検査装置において、前記欠陥分類手段は、前記フォトルミネッセンス光による欠陥検出により欠陥が検出され、前記反射光による欠陥検出により欠陥が検出されない場合、検出した欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする検査装置。
- 請求項11、12又は13に記載の検査装置において、さらに、前記対物レンズにより集光された光から炭化珪素のバンド端発光波長を含む波長域のフォトルミネッセンス光を選択的に分光する手段及び分光されたバンド端発光波長域の光を受光する第3の光検出手段を有し、
前記信号処理装置は、前記第1〜第3の光検出手段の出力信号を用いて欠陥を検出し、検出された欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する検査装置であって、
紫外域の照明光を検査すべき炭化珪素基板に向けて斜めに投射する照明手段と、
前記照明光により炭化珪素基板を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する手段と、
前記集光された光から、散乱光及びフォトルミネッセンス光を分離する分離手段と、
分離された散乱光及びフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第1の欠陥検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第2の欠陥検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記散乱光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする検査装置。 - 請求項15に記載の検査装置において、前記照明光は、炭化珪素の禁制帯幅エネルギーよりも大きいエネルギーを有する照明光であることを特徴とする検査装置。
- 請求項15又は16に記載の検査装置において、前記欠陥分類手段は、前記フォトルミネッセンス光による欠陥検出により欠陥が検出され、前記散乱光による欠陥検出により欠陥が検出されない場合、検出した欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする検査装置。
- 炭化珪素基板又は炭化珪素基板に形成されたエピタキシャル層に存在する欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する検査装置であって、
第1の波長を有する第1の照明ビームを検査すべき炭化珪素基板に垂直に投射する第1の照明系と、第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2の照明ビームを前記炭化珪素基板に向けて斜めに投射する第2の照明系とを含み、第1及び第2の照明ビームにより炭化珪素基板の同一の位置を照明する照明手段と、
前記第1及び第2の照明ビームにより炭化珪素基板を走査する走査手段と、
前記炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光から、反射光とフォトルミネッセンス光とを分離する分離手段と、
分離された反射光を検出する第1の光検出手段及びフォトルミネッセンス光を検出する第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第1の欠陥検出手段と、前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第2の欠陥検出手段と、前記第1及び第2の欠陥検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
反射光による欠陥検出とフォトルミネッセンス光による欠陥検出とが並行して行われ、
前記欠陥分類手段は、前記反射光による欠陥検出の結果とフォトルミネッセンス光による欠陥検出の結果の両方を用いて基底面内欠陥を識別することを特徴とする検査装置。 - 請求項18に記載の検査装置において、さらに、前記集光手段により集光された光から炭化珪素のバンド端発光波長を含む波長域のフォトルミネッセンス光を選択的に分光する手段及び分光されたバンド端発光波長域のフォトルミネッセンス光を受光する第3の光検出手段を有し、
前記信号処理装置は、前記第3の光検出手段の出力信号から欠陥を検出する第3の欠陥検出手段を有し、
前記欠陥分類手段は、第1〜第3の欠陥検出手段により検出された欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 請求項18又は19に記載の検査装置において、前記第2の欠陥検出手段が欠陥を検出し第1の欠陥検出手段が欠陥を検出しない場合、検出された欠陥は基底面内欠陥として分類されることを特徴とする検査装置。
- 請求項19に記載の検査装置において、前記第3の欠陥検出手段により欠陥が検出された場合、検出された欠陥は積層欠陥として分類されることを特徴とする検査装置。
- 請求項18、19、20又は21に記載の検査装置において、前記第2の欠陥検出手段により欠陥が検出され、第1の欠陥検出手段により欠陥が検出された場合、検出された欠陥はキャロット欠陥として分類することを特徴とする検査装置。
- 請求項18から22までのいずれか1項に記載の検査装置において、前記第1の波長は可視域に設定され、前記第2の波長は紫外域に設定され、前記炭化珪素基板又はエピタキシャル層の表面は可視光及び紫外光の両方により走査されることを特徴とする検査装置。
- 請求項23に記載の検査装置において、前記第2の照明ビームはP偏光した紫外域の照明光を含み、ブュースター角にほぼ等しい入射角で炭化珪素基板又はエピタキシャル層の表面を照明することを特徴とする検査装置。
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