JP6282733B2 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための系及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、以下に列記される出願(複数可)(「関連出願」)からの最先の有効出願日(複数可)の利益に関し、かつこれを主張する(例えば、仮特許出願以外に対する最先の有効出願日を主張するか、または仮特許出願に対する米国特許法第119条(e)項の下で、関連出願(複数可)のあらゆる親出願、親出願の親出願、さらにその親出願などに対する利益を主張する)。
USPTO法定外要件の目的で、本出願は、2013年6月26日出願の、発明者がROMAIN SAPPEYである、PHOTOLUMINESCENCE AND DEFECT INSPECTION SYSTEMS AND METHODSと題する、出願第61/839,494号の米国仮特許出願の通常の(非仮)特許出願を構成する。
Claims (62)
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための系であって、
前記試料の表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に斜照明波長の光ビームを方向付けるように構成される斜入射放射線源と、
前記試料の前記表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に、前記斜照明波長とは異なる垂直照明波長の光ビームを方向付けるように構成される垂直入射放射線源であって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直入射放射線源と、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される試料台アセンブリと、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系は、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長を含む第2の放射線部分、及び前記斜照明波長を含む少なくとも第3の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離するように構成される、フィルタ下位系と、
前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第1のセンサ、前記フィルタ下位系によって透過される前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第2のセンサ、及び前記フィルタ下位系によって透過される前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための少なくとも第3のセンサを含む、検出下位系と、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサに通信可能に連結される制御装置であって、前記制御装置は、
前記第2のセンサ及び前記第3のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴によって測定される前記1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つに基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、前記第2のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、及び前記第3のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つに基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を行うように構成される、制御装置と、を備える系。 - 前記制御装置は、光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲中の前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つからの信号を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つからの信号と比較することによって、前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、前記第2のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、及び前記第3のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つに基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するようにさらに構成される、請求項1に記載の系。
- 前記制御装置は、前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、前記第2のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、及び前記第3のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つ、ならびに前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥の位置に基づき、前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥をマッピングするようにさらに構成される、請求項1に記載の系。
- 前記制御装置は、前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、前記第2のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴、及び前記第3のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つに基づき、前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥を分類するようにさらに構成される、請求項1に記載の系。
- 前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥は、
1つ以上の積層不良欠陥及び1つ以上の基底面転位のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の系。 - 前記制御装置は、前記第2及び第3のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される前記1つ以上の特徴に基づき、ピット欠陥または粒子欠陥として、検出された1つ以上の散乱欠陥を区別するようにさらに構成される、請求項1に記載の系。
- 前記制御装置は、前記第2のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される前記1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するために、前記第2のセンサによる前記第2の放射線部分の測定及び前記第3のセンサによる前記第3の放射線部分の測定のうちの少なくとも1つの前に、前記斜入射放射線源を選択可能に停止するように構成される、請求項1に記載の系。
- 前記試料は、半導体デバイスである、請求項1に記載の系。
- 前記半導体デバイスは、広バンドギャップ半導体デバイスである、請求項8に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、レーザである、請求項1に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、紫外線レーザである、請求項1に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、連続波(CW)レーザである、請求項1に記載の系。
- 少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される前記試料台アセンブリは、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いてスパイラル走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に回転させるように構成される回転台アセンブリを含む、請求項1に記載の系。 - 少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される前記試料台アセンブリは、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いてX−Y走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、少なくとも第1の方向及び前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿って前記試料を選択的に平行移動させるように構成される直線台アセンブリを含む、請求項1に記載の系。 - 前記フィルタ下位系は、
前記試料から受容される前記放射線からの前記第1の放射線部分を含む第1の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第1の放射線スペクトル範囲を前記第1のセンサに向かって方向付けるように構成される第1の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第1の光学素子からの放射線を受容するように構成される第2の光学素子であって、前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子から受容される前記放射線からの前記第2の放射線部分を含む第2の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第2の放射線スペクトル範囲を前記第2のセンサに向かって方向付けるように構成される、第2の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲または前記第2の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第2の光学素子からの放射線を受容するように構成される第3の光学素子であって、前記第3の光学素子は少なくとも、前記第3の放射線部分を含む第3の放射線スペクトル範囲の一部分を前記第3のセンサに向かって方向付けるように構成される、第3の光学素子と、を含む、請求項1に記載の系。 - 前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子のうちの少なくとも1つは、二色性ビームスプリッタであり、前記第3の光学素子は、鏡である、請求項15に記載の系。
- 前記フィルタ下位系は、
前記試料から受容される前記放射線からの前記第1の放射線部分を含む第1の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第1の放射線スペクトル範囲を前記第1のセンサに向かって方向付けるように構成される第1の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第1の光学素子からの放射線を受容するように構成される第2の光学素子であって、前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子から受容される前記放射線からの前記第2の放射線部分を含む第2の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第2の放射線スペクトル範囲を前記第2のセンサに向かって方向付けるように構成される、第2の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲または前記第2の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第2の光学素子からの放射線を受容するように構成される第3の光学素子であって、前記第3の光学素子は少なくとも、前記第2の光学素子から受容される前記放射線からの前記第3の放射線部分を含む第3の放射線スペクトル範囲の一部分を分離し、前記第3の放射線スペクトル範囲を前記第3のセンサに向かって方向付けるように構成され、前記第3の光学素子は、前記第1の放射線スペクトル範囲、前記第2のスペクトル範囲、または前記第3の放射線スペクトル範囲の放射線中に含まれない放射線を、1つ以上の追加の光学デバイスに透過するようにさらに構成される、第3の光学素子と、を含む、請求項16に記載の系。 - 前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子及び前記第3の光学素子のうちの少なくとも1つは、二色性ビームスプリッタである、請求項17に記載の系。
- 前記第1のセンサと前記第1の光学素子との間に位置付けられ、前記第1の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第1の放射線部分を前記第1のセンサに透過し、前記第1の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第1の狭域フィルタと、
前記第2のセンサと前記第2の光学素子との間に位置付けられ、前記第2の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第2の放射線部分を前記第2のセンサに透過し、前記第2の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第2の狭域フィルタと、
前記第3のセンサと前記第3の光学素子との間に位置付けられ、前記第3の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第3の放射線部分を前記第3のセンサに透過し、前記第3の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第3の狭域フィルタと、をさらに含む、請求項16に記載の系。 - 前記第1の狭域フィルタ、前記第2の狭域フィルタ、及び前記第3の狭域フィルタのうちの少なくとも1つによって透過される前記スペクトル範囲は、前記試料の特性の光ルミネセンススペクトルの1つ以上の特徴によって画定される、請求項19に記載の系。
- 前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つは、光電子増倍管(PMT)を含む、請求項1に記載の系。
- 前記第1のセンサは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥から出射される可視光ルミネセンス光及び近赤外光のうちの少なくとも1つを測定するように構成される、請求項1に記載の系。
- 前記第2のセンサは、前記垂直入射放射線源によって出射される前記光ビームと一致する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される、請求項1に記載の系。
- 前記第3のセンサは、前記斜入射放射線源によって出射される前記光ビームと一致する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される、請求項1に記載の系。
- 前記第2のセンサ及び第3のセンサのうちの少なくとも1つは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥から紫外線光ルミネセンス光を測定するように構成される、請求項1に記載の系。
- 前記系は、同時または連続的に光ルミネセンス欠陥及び散乱欠陥を検出するように構成される、請求項1に記載の系。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための系であって、
前記試料の表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に斜照明波長の光ビームを方向付けるように構成される斜入射放射線源と、
前記試料の前記表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に、前記斜照明波長とは異なる垂直照明波長の光ビームを方向付けるように構成される垂直入射放射線源であって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直入射放射線源と、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される試料台アセンブリと、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系は、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長を含む第2の放射線部分、前記斜照明波長を含む第3の放射線部分、及び前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス光と関連する紫外線スペクトル中の1つ以上の波長を含む少なくとも第4の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離するように構成される、フィルタ下位系と、
前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第1のセンサ、前記フィルタ下位系によって透過される前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第2のセンサ、前記フィルタ下位系によって透過される前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第3のセンサ、及び前記フィルタ下位系によって透過される前記第4の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための少なくとも第4のセンサを含む、検出下位系と、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサに通信可能に連結される制御装置であって、前記制御装置は、
前記第2のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つによって測定される前記1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲中の前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、及び前記第4のセンサのうちの少なくとも1つからの信号を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、及び前記第4のセンサのうちの少なくとも1つからの信号と比較することによって、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、及び前記第4のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される前記1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を行うように構成される制御装置と、を備える系。 - 前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥は、1つ以上の積層不良欠陥及び1つ以上の基底面転位のうちの少なくとも1つを含む、請求項27に記載の系。
- 前記制御装置は、前記第2及び第3のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される前記1つ以上の特徴に基づき、ピット欠陥または粒子欠陥として、前記検出された1つ以上の散乱欠陥を区別するようにさらに構成される、請求項27に記載の系。
- 前記フィルタ下位系は、
前記試料から受容される前記放射線からの前記第1の放射線部分を含む第1の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第1の放射線スペクトル範囲を前記第1のセンサに向かって方向付けるように構成される第1の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第1の光学素子からの放射線を受容するように構成される第2の光学素子であって、前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子から受容される前記放射線からの前記第2の放射線部分を含む第2の放射線スペクトル範囲を分離し、前記第2の放射線スペクトル範囲を前記第2のセンサに向かって方向付けるように構成される、第2の光学素子と、
前記第1の放射線スペクトル範囲または前記第2の放射線スペクトル範囲中に含まれない前記第2の光学素子からの放射線を受容するように構成される第3の光学素子であって、前記第3の光学素子は少なくとも、前記第2の光学素子から受容される前記放射線からの前記第3の放射線部分を含む第3の放射線スペクトル範囲の一部分を分離し、前記第3の放射線スペクトル範囲を前記第3のセンサに向かって方向付けるように構成され、前記第3の光学素子は、前記第1の放射線スペクトル範囲、前記第2の放射線スペクトル範囲または前記第3の放射線スペクトル範囲中に含まれない放射線を、前記第4の放射線部分を含む第4の放射線スペクトル範囲中の前記第4のセンサに向かって透過するようにさらに構成される、第3の光学素子と、を含む、請求項27に記載の系。 - 前記第1の光学素子、前記第2の光学素子、及び前記第3の光学素子のうちの少なくとも1つは、二色性ビームスプリッタである、請求項30に記載の系。
- 前記第1のセンサと前記第1の光学素子との間に位置付けられ、前記第1の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第1の放射線部分を前記第1のセンサに透過し、前記第1の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第1の狭域フィルタと、
前記第2のセンサと前記第2の光学素子との間に位置付けられ、前記第2の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第2の放射線部分を前記第2のセンサに透過し、前記第2の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第2の狭域フィルタと、
前記第3のセンサと前記第3の光学素子との間に位置付けられ、前記第3の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第3の放射線部分を前記第3のセンサに透過し、前記第3の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第3の狭域フィルタと、
前記第4のセンサと前記第3の光学素子との間に位置付けられ、前記第3の放射線スペクトル範囲の少なくとも一部分を受容し、前記第4の放射線部分を前記第4のセンサに透過し、前記第4の放射線部分中に含まれない放射線を遮断するように構成される第4の狭域フィルタと、をさらに備える、請求項30に記載の系。 - 前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、及び前記第4のセンサのうちの少なくとも1つは、光電子増倍管(PMT)を含む、請求項27に記載の系。
- 前記制御装置は、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、及び前記第4のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される光の1つ以上のスペクトル特徴に基づき、前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥を分類するようにさらに構成される、請求項27に記載の系。
- 前記試料は、半導体デバイスである、請求項27に記載の系。
- 前記半導体デバイスは、広バンドギャップ半導体デバイスである、請求項35に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、レーザである、請求項27に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、紫外線レーザである、請求項37に記載の系。
- 前記斜入射源及び前記垂直入射源のうちの少なくとも1つは、連続波(CW)レーザである、請求項38に記載の系。
- 少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される前記試料台アセンブリは、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いてスパイラル走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に回転させるように構成される回転台アセンブリを含む、請求項27に記載の系。 - 少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される前記試料台アセンブリは、
少なくとも前記斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いてX−Y走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、少なくとも第1の方向及び前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿って前記試料を選択的に平行移動させるように構成される直線台アセンブリを含む、請求項27に記載の系。 - 前記第1のセンサは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥から出射される可視光ルミネセンス光及び近赤外光のうちの少なくとも1つを測定するように構成され、前記第4のセンサは、紫外線光ルミネセンス光を測定するように構成される、請求項27に記載の系。
- 前記第2のセンサは、前記垂直入射放射線源によって出射される前記光ビームに対応する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される、請求項27に記載の系。
- 前記第3のセンサは、前記斜入射放射線源によって出射される前記光ビームに対応する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される、請求項27に記載の系。
- 前記第2のセンサ及び第3のセンサのうちの少なくとも1つは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥からの紫外線光ルミネセンス光を測定するように構成される、請求項27に記載の系。
- 前記系は、同時または連続的に光ルミネセンス欠陥及び散乱欠陥を検出するように構成される、請求項27に記載の系。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための系であって、
前記試料の表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に、垂直照明波長の光ビームを方向付けるように構成される垂直入射放射線源であって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直入射放射線源と、
少なくとも斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される試料台アセンブリと、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系は、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長を含む第2の放射線部分、及び前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光と関連する紫外線スペクトル中の1つ以上の波長を含む放射線を含む少なくとも第3の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離するように構成される、フィルタ下位系と、
前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第1のセンサ、前記フィルタ下位系によって透過される前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第2のセンサ、及び前記フィルタ下位系によって透過される前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための少なくとも第3のセンサを含む、検出下位系と、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサに通信可能に連結される制御装置であって、前記制御装置は、
前記第2のセンサによって測定される前記光に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲中の前記第1のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つからの信号を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つからの信号と比較することによって、前記第1のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つによって検出される前記光に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を行うように構成される、制御装置と、を備える系。 - 前記第2のセンサ及び第3のセンサのうちの少なくとも1つは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥からの紫外線光ルミネセンス光または近紫外光ルミネセンス光を測定するように構成される、請求項47に記載の系。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための系であって、
前記試料の表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に、垂直照明波長の光ビームを方向付けるように構成される垂直入射放射線源であって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直入射放射線源と、
少なくとも斜入射放射線源及び前記垂直入射放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される試料台アセンブリと、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系は、光ルミネセンス放射線の複数の部分に、前記試料からの前記放射線を分離するように構成され、各部分は、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記放射線の異なるスペクトル範囲中の1つ以上の波長を含む、フィルタ下位系と、
複数のセンサを含む、検出下位系であって、各センサは、前記フィルタ下位系によって透過される光ルミネセンス放射線の前記複数の部分のうちの1つの1つ以上の特徴を測定するのに好適である、検出下位系と、
前記複数のセンサのそれぞれに通信可能に連結される制御装置であって、前記制御装置は、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲中の前記複数のセンサのうちの少なくとも1つからの信号を、前記試料の測定された領域から取得される少なくとも1つの前記複数のセンサからの信号と比較することによって、前記複数のセンサのそれぞれによって検出される前記1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、
前記複数のセンサのそれぞれによって測定される1つ以上の信号に基づき、前記1つ以上の検出された光ルミネセンス欠陥を分類することと、を行うように構成される、制御装置と、を備える系。 - 前記フィルタ下位系は、複数のNUVスペクトルビン、複数のUVビン、及び複数の可視スペクトルビンのうちの少なくとも1つに、前記試料から受容される前記放射線を分離するために、複数の光学素子及び複数の狭帯域フィルタを含む、請求項49に記載の系。
- 前記試料の前記表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に、斜照明波長の光ビームを方向付けるように構成される斜入射放射線源をさらに備える、請求項49に記載の系。
- 前記フィルタ下位系は、前記垂直照明波長を含む放射線の一部分及び前記斜照明波長を含む放射線の少なくとも追加の部分のうちの少なくとも1つに、前記放射線を分離するようにさらに構成される、請求項51に記載の系。
- 前記検出下位系は、前記フィルタ下位系によって透過される前記垂直照明波長を含む放射線の前記部分の1つ以上の特徴を測定するのに好適なセンサ、及び前記フィルタ下位系によって透過される前記斜照明波長を含む放射線の前記少なくとも追加の部分を測定するのに好適な追加のセンサのうちの少なくとも1つを含む、請求項52に記載の系。
- 前記制御装置は、前記垂直照明波長を含む放射線の前記部分の1つ以上の特徴を測定するのに好適な少なくとも1つの前記センサ、及び前記斜照明波長を含む放射線の前記少なくとも追加の部分を測定するのに好適な追加のセンサによって測定される前記追加の部分に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出するようにさらに構成される、請求項53に記載の系。
- 前記フィルタ下位系は、複数のスペクトルビンに前記試料から受容される前記放射線を分離するために、複数の光学素子及び複数の狭帯域フィルタを含む、請求項49に記載の系。
- 前記複数の光学素子及び前記複数の狭帯域フィルタは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥の1つ以上の予想されるスペクトル特徴に従って、前記複数のスペクトルビンのそれぞれを定義する、請求項55に記載の系。
- 前記複数の光学素子及び前記複数の狭帯域フィルタは、複数の半値全幅を光ルミネセンススペクトルの一組の対応する強度ピークに実質的に一致させ、各強度ピークは、ある種類の積層不良の存在を示す、請求項56に記載の系。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための方法であって、
前記試料の表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に斜照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料の前記表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に垂直照明波長の光ビームを方向付けることであって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料からの放射線を収集することであって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、前記試料からの放射線を収集することと、
前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長光を含む第2の放射線部分、及び前記斜照明波長光を含む少なくとも第3の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離することと、
前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴を測定することと、
前記第2の放射線部分及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記1つ以上の特徴を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴と比較することによって、前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を含む方法。 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための方法であって、
前記試料の表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に斜照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料の前記表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、垂直照明波長の光ビームを方向付けることであって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料からの放射線を収集することであって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、前記試料からの放射線を収集することと、
前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長を含む第2の放射線部分、前記斜照明波長を含む第3の放射線部分、及び前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス光と関連する紫外線スペクトル中の1つ以上の波長を含む少なくとも第4の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離することと、
前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴、前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴、及び前記第4の放射線部分の1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴を測定することと、
前記第2の放射線部分及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、前記第3の放射線部分、及び前記第4の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記1つ以上の特徴を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、前記第3の放射線部分、及び前記第4の放射線部分のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴と比較することによって、前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を含む方法。 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための方法であって、
前記試料の表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、垂直照明波長の光ビームを方向付けることであって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料からの放射線を収集することであって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、前記試料からの放射線を収集することと、
前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス放射線と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分、前記垂直照明波長を含む第2の放射線部分、及び前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス光と関連する紫外線スペクトル中の1つ以上の波長を含む少なくとも第3の放射線部分に、前記試料からの前記放射線を分離することと、
前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴、及び前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴を測定することと、
前記第2の放射線部分及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出することと、
光ルミネセンス欠陥のない前記試料の範囲から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記1つ以上の特徴を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、及び前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの1つ以上の特徴と比較することによって、前記第1の放射線部分、前記第2の放射線部分、前記第3の放射線部分のうちの少なくとも1つの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、を含む方法。 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための方法であって、
前記試料の表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に垂直照明波長の光ビームを方向付けることであって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料からの放射線を収集することであって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、前記試料からの放射線を収集することと、
光ルミネセンス放射線の複数の部分に、前記試料からの前記放射線を分離することであって、各部分は、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光の異なるスペクトル範囲中の1つ以上の波長を含む、前記試料からの前記放射線を分離することと、
光ルミネセンス放射線の前記複数の部分のそれぞれの1つ以上の特徴を測定することと、
光ルミネセンス放射線の前記複数の部分のそれぞれの前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、
光ルミネセンス放射線の前記複数の部分のそれぞれと関連する1つ以上の信号に基づき、前記1つ以上の検出された光ルミネセンス欠陥を分類することと、を含む方法。 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のための方法であって、
前記試料の表面に対して実質的に垂直な方向に沿って、前記試料の一部分上に垂直照明波長の光ビームを方向付けることであって、前記垂直照明波長の前記光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、垂直照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料の前記表面に対して斜めの方向に沿って、前記試料の一部分上に斜照明波長の光ビームを方向付けることと、
前記試料からの放射線を収集することであって、前記試料からの前記放射線は、前記試料の1つ以上の欠陥によって弾性的に散乱される放射線または前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線のうちの少なくとも1つを含む、前記試料からの放射線を収集することと、
光ルミネセンス放射線の可視部分及び光ルミネセンス放射線の近紫外(NUV)部分に、前記試料からの前記放射線を分離することと、
光ルミネセンス放射線の前記可視部分及び光ルミネセンス放射線の前記NUV部分の1つ以上の特徴を測定することと、
光ルミネセンス放射線の前記可視部分及び光ルミネセンス放射線の前記NUV部分の前記測定された1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出することと、
光ルミネセンス放射線の前記可視部分及び光ルミネセンス放射線の前記NUV部分と関連する1つ以上の信号に基づき、前記1つ以上の検出された光ルミネセンス欠陥を分類することと、を含む方法。
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