TW201510510A - 用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測的系統及方法 - Google Patents

用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測的系統及方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，該方法包括：將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；將用於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光之法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；收集來自該樣品之缺陷散射輻射或光致螢光輻射；將來自該樣品之該輻射分離成在可見光譜中之輻射之一第一部分、包含法線照明波長光之輻射之一第二部分及包含斜照明波長光之輻射之至少一第三部分；量測輻射之該第一部分、該第二部分或該第三部分之一或多個特性；基於輻射之該第一部分、該第二部分或該第三部分之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷或一或多個散射缺陷。

Description

用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測的系統及方法 相關申請案交叉參考
本申請案係關於且主張來自以下列出之(若干)申請案(「相關申請案」)之最早可用(若干)有效申請日期之權利(例如，主張除臨時專利申請案以外之最早可用優先權日期或根據35 USC § 119(e)主張對於臨時專利申請案、對於(若干)相關申請案之任何及全部上一代(parent)、上兩代(grandparent)、上三代(great-grandparent)等申請案之權利)。
相關申請案：
出於USPTO非法定要求之目的，本申請案構成2013年6月26日申請之申請序號為61/839,494之命名ROMAIN SAPPEY為發明者之名為PHOTOLUMINESCENCE AND DEFECT INSPECTION SYSTEMS AND METHODS之美國臨時專利申請案之一正式(非臨時)專利申請案。
本發明大體上係關於缺陷之偵測及分類，且特定言之，本發明係關於光致螢光缺陷及散射缺陷之偵測及分類。
隨著對於不斷縮小之半導體裝置之需求持續增加，因此對於用於缺陷識別及分類之經改良檢測工具之需求亦將增加。影響經製造裝置之品質之缺陷可包含(例如)堆疊層錯(stacking fault)缺陷及基面位錯 (basal plane dislocation)缺陷。堆疊層錯缺陷及基面位錯在使用紫外光刺激時顯示一弱光致螢光訊符。當前檢測工具並不有效地量測光致螢光缺陷連同散射類型缺陷。就此點而言，期望提供起作用以消除先前技術之缺陷之經改良方法及系統。
本發明揭示一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之系統。在一態樣中，該系統可包含(但不限於)：一斜入射輻射源，其經組態以沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將一斜照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上；一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將不同於該斜照明波長之一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之該輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分及包含斜照明波長之輻射之至少一第三部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部 分之一或多個特性之至少一第三感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器及該第三感測器量測之一或多個特性之至少一者偵測一或多個散射缺陷；及基於藉由該第一感測器量測之一或多個特性、藉由該第二感測器量測之一或多個特性及藉由該第三感測器量測之一或多個特性之至少一者偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該系統包含(但不限於)：一斜入射輻射源，其經組態以沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將一斜照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上；一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將不同於該斜照明波長之一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分、包含斜照明波長之輻射之一第三部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第四部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測藉由該濾光 器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部分之一或多個特性之一第三感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第四部分之一或多個特性之至少一第四感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器及該第三感測器之至少一者量測之光而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者之一信號，基於藉由該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者偵測之光而偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該系統包含(但不限於)：一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波 長之輻射之一第二部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第三部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部分之一或多個特性之至少一第三感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器量測之光而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該第一感測器及該第三感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該第一感測器及該第三感測器之至少一者之一信號，基於藉由該第一感測器及該第三感測器之至少一者偵測之光而偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該系統包含(但不限於)：一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之輻射分離成光致螢光輻射之複數個部分，各部分包含在藉由該樣品之一或多個光致螢光 缺陷發射之輻射之一不同光譜範圍中之一或多個波長；一偵測子系統，其包含複數個感測器，各感測器適於量測藉由該濾光器子系統傳輸之光致螢光輻射之該複數個部分之一者之一或多個特性；及一控制器，其以通信方式耦合至該複數個感測器之各者，該控制器經組態以：藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該複數個感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該複數個感測器之至少一者之一信號，基於藉由該複數個感測器之各者偵測之光而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於藉由該複數個感測器之各者量測之一或多個信號將一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
本發明揭示一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法。在一實施例中，該方法可包含(但不限於)：沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長光之輻射之一第二部分及包含斜照明波長光之輻射之至少一第三部分；量測輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之 一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該方法可包含(但不限於)：沿著相對於樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向引導法線照明波長光之一射束，其中該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分、包含斜照明波長之輻射之一第三部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第四部分；量測輻射之該第一部分之至少一者之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性、輻射之該第三部分之一或多個特性及輻射之該第四部分之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部 分之至少一者之經量測之一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該方法可包含(但不限於)：沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向引導法線照明波長光之一射束，其中該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第三部分；量測輻射之該第一部分之至少一者之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性及輻射之該第三部分之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之經量測之一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
在另一態樣中，該方法可包含(但不限於)：沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之 該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之複數個部分，各部分包含在藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光之一不同光譜範圍中之一或多個波長；量測光致螢光輻射之該複數個部分之各者之一或多個特性；基於光致螢光輻射之該複數個部分之各者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於與光致螢光輻射之該複數個部分之各者相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
在另一態樣中，該方法可包含(但不限於)：沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；沿著相對於該樣品之該表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之一可見部分及光致螢光輻射之一近紫外(NUV)部分；量測光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之一或多個特性；基於光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於與光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者皆為例示性且僅具闡釋性且並不一定如所主張般限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且連同該一般描述用以闡 釋本發明之原理。
100‧‧‧系統
101‧‧‧光/斜入射輻射/斜入射光/入射光射束
102‧‧‧法線入射輻射源/法線入射光源/法線入射源/源/355nm紫外輻射源
103‧‧‧斜入射輻射源/斜入射源/源/斜入射光源/斜入射輻射
104‧‧‧樣品/給定樣品
105‧‧‧樣品台總成/樣品台
106‧‧‧收集光學器件
107‧‧‧第一光譜範圍之輻射
108‧‧‧收集器
109‧‧‧輻射
110‧‧‧光/法線入射輻射/法線入射光/入射光射束
111‧‧‧第二光譜範圍之輻射/輻射之部分
112‧‧‧輻射
113‧‧‧輻射/第三光譜範圍之輻射
114‧‧‧輻射/光
115‧‧‧濾光器子系統
116‧‧‧第一光學元件/第一個二向色分束器/光學元件
117‧‧‧第三光譜範圍之輻射/輻射之額外部分
118‧‧‧第二光學元件/光學元件
119‧‧‧第四光譜範圍之輻射
120‧‧‧第三光學元件/鏡/光學元件
122‧‧‧第一感測器/感測器
124‧‧‧第二感測器/感測器/法線散射感測器
126‧‧‧第三感測器/感測器/斜散射感測器
128‧‧‧第一窄頻帶濾光器/第一窄頻帶通濾光器
130‧‧‧第二窄頻帶通濾光器/窄頻帶濾光器
131‧‧‧輻射之第一部分
132‧‧‧第三窄頻帶通濾光器/窄頻帶濾光器
133‧‧‧輻射之第二部分
135‧‧‧輻射之第三部分
137‧‧‧偵測子系統
139‧‧‧輻射之第四部分/輻射之第三部分
140‧‧‧光學元件
141‧‧‧控制器/控制系統
142‧‧‧第四感測器/第三感測器/第四光致螢光(PL)感測器
143a‧‧‧曲線/無光致螢光缺陷曲線
143b‧‧‧峰值/曲線
143c‧‧‧峰值/曲線
143d‧‧‧峰值/曲線
144‧‧‧第四窄通濾光器/窄頻帶濾光器
145‧‧‧光譜頻格
146‧‧‧第一光致螢光(PL)感測器/感測器
147‧‧‧光譜頻格
148‧‧‧第三光致螢光(PL)感測器/感測器
149‧‧‧螺旋掃描圖案
150‧‧‧第二光致螢光(PL)感測器/感測器
152‧‧‧光學元件
154‧‧‧光學元件
156‧‧‧窄頻帶濾光器/濾光器/第一窄頻帶濾光器
158‧‧‧窄頻帶濾光器/濾光器
159‧‧‧窄頻帶濾光器/濾光器
162‧‧‧第一光譜頻格
164‧‧‧第二光譜頻格
166‧‧‧第三光譜頻格/光譜頻格
170‧‧‧影像
172‧‧‧堆疊層錯
174‧‧‧基面位錯
176‧‧‧堆疊層錯部分
178‧‧‧影像
200‧‧‧處理程序流程圖
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
208‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
212‧‧‧步驟
214‧‧‧步驟
300‧‧‧處理程序流程圖
302‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
312‧‧‧步驟
314‧‧‧步驟
400‧‧‧處理程序流程圖
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
412‧‧‧步驟
500‧‧‧處理程序流程圖
502‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
508‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
512‧‧‧步驟
600‧‧‧處理程序流程圖
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
608‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
612‧‧‧步驟
614‧‧‧步驟
λO‧‧‧斜照明波長/波長/斜入射波長光/斜入射波長
λN‧‧‧法線照明波長/波長/法線入射波長光/法線入射波長
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之許多優點，其中：圖1A繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統之一簡化示意視圖。
圖1B繪示根據本發明之一實施例之疊加於一光致螢光光譜上之一組光譜整合頻格(bin)。
圖1C繪示根據本發明之一實施例之一螺旋掃描檢測系統之一檢測路徑之一概念視圖。
圖1D繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統之一簡化示意視圖。
圖1E繪示根據本發明之一實施例之疊加於一光致螢光光譜上之一組光譜整合頻格。
圖1F繪示根據本發明之一實施例之在暗對比模式及亮對比模式中獲取之一堆疊層錯缺陷及一基面位錯之一成像資料。
圖1G繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統之一簡化示意視圖。
圖1H繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統之一簡化示意視圖。
圖1I繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統之一簡化示意視圖。
圖1J繪示根據本發明之一實施例之疊加於一光致螢光光譜上之一組光譜整合頻格。
圖2係繪示根據本發明之一實施例之在用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法中執行之步驟之處理程序流程圖。
圖3係繪示根據本發明之一實施例之在用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法中執行之步驟之處理程序流程圖。
圖4係繪示根據本發明之一實施例之在用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法中執行之步驟之處理程序流程圖。
圖5係繪示根據本發明之一實施例之在用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法中執行之步驟之處理程序流程圖。
圖6係繪示根據本發明之一實施例之在用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法中執行之步驟之處理程序流程圖。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者皆為例示性且僅具闡釋性且並不一定如所主張般限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且連同該一般描述用以闡釋本發明之原理。現將詳細參考所揭示之標的，該標的繪示於附圖中。
大體上參考圖1A至圖1J，描述根據本發明用於一樣品上之缺陷偵測及光致螢光量測及缺陷分類之一系統。本文中應注意，在使用紫外(UV)輻射(例如，λ<385nm)激發時，存在於半導體裝置層中之特定結晶缺陷(諸如堆疊層錯(SF)及基面位錯(BPD))可產生一特性的、雖然弱之螢光訊符。例如，在使用紫外光照明時，與一寬帶隙半導體功率裝置(例如，基於碳化矽之功率裝置或基於氮化鎵之功率裝置)之一磊晶層相關聯之堆疊層錯缺陷及基面缺陷可發射光致螢光之光。在基於碳化矽(SiC)之功率裝置之情況中，用於在相關聯堆疊層錯中刺激光致螢光之紫外光可大致對應於4H-SiC帶隙、通常用於功率裝置工業中之磊晶層生長之一SiC多型體。
系統100(例如，圖1A)之各種實施例係部分關於用於在一單一平台(例如，定位於相同光學頭中)中同時執行光致螢光(PL)光譜成像 (mapping)及缺陷偵測之一光學架構及分析程序。明確言之，在一些實施例中，本發明可允許在一給定樣品(諸如一基於寬帶隙半導體之功率裝置)之基板及磊晶層部分中之散射及光致螢光缺陷偵測。此外，本發明之各種實施例可利用一螺旋掃描檢測組態(例如，KLA-TENCOR之SURFSCAN系統)進行散射及光致螢光缺陷偵測，該螺旋掃描檢測組態因為避免了減速、停止及指向性變化而提供一較快檢測處理程序。
本發明提供一可調諧光學架構，允許一給定感測器偵測一給定光致螢光光譜之一選定部分(即，光譜頻格)。如圖1B中所展示，在使用紫外光激發時，含有多個類型之光致螢光缺陷(諸如堆疊層錯缺陷或基面缺陷)之一樣品可產生一健全光致螢光光譜(例如，參見圖1B之峰值143b至143d)。應進一步注意，各類型之堆疊層錯可產生一特性的光致螢光光譜特徵，諸如光致螢光峰值之一位置。例如，如圖1B中所展示，一在使用一325nm雷射激發時4S類型之堆疊層錯可顯示在約460nm處之一峰值，在使用一325nm雷射激發時一2S類型之堆疊層錯可顯示在約500nm處之一峰值，且在使用一325nm雷射激發時一桿類型之堆疊可顯示在約420nm處之一峰值。本發明可獨立量測與一給定樣品相關聯之光致螢光光譜之選定光譜頻帶且基於該等量測來偵測及/或分類構成之光致螢光缺陷(例如，分類樣品中之堆疊層錯之類型)。本文中應注意，儘管圖1B中所描繪之光譜係使用一325nm UV雷射獲取，然圖1B中所顯示之原理亦在使用不同於325nm之波長之雷射(諸如但不限於，一355nm雷射)產生之光譜中觀察。
圖1A繪示根據本發明之一實施例之用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一系統100之一方塊圖視圖。在一實施例中，該系統100包含一斜入射輻射源103，斜入射輻射源103經組態以沿著相對於樣品104之表面傾斜之一方向將具有一斜照明波長λO之光101之一射束(例 如，雷射射束)引導至該樣品104之一部分上。在另一實施例中，系統100包含一法線入射輻射源102，法線入射輻射源102經組態以沿著垂直於該樣品104之表面之一方向(經由一或多個光學元件)將具有一法線照明波長λN之光110之一射束(例如，雷射射束)引導至該樣品104之一部分上。該斜入射輻射源103可發射任何波長或任何範圍之波長之光。此外，該斜入射輻射源103可包含此項技術中已知之任何輻射源。例如，該斜入射輻射源103可包含(但不限於)一雷射。在一實施例中，斜入射輻射源103可包含一可見光譜雷射。例如，斜入射輻射源103可包含(但不限於)能夠發射405nm光之一雷射。在一替代實施例中，斜入射輻射源103可包含一紫外光譜雷射。
在一實施例中，系統100可藉由收集及分析藉由樣品104之表面上(或中)之一或多個缺陷彈性散射之斜入射光而偵測該一或多個缺陷。本文中應注意，在本發明之至少一些組態中，包含斜入射輻射源103及對應偵測子系統允許系統100在暗場模式中操作。本文中應進一步注意，來自斜入射源103之光有助於樣品104之表面處之凹坑缺陷與粒子缺陷之間之區分，此係因為粒子缺陷比凹坑缺陷對以一斜角照射一基板之光顯示一更強回應。就此點而言，基於在對應於斜入射光之波長(或波長範圍)(例如，405nm)處之經量測回應，一樣品表面處之一或多個缺陷可分類為一凹坑缺陷或粒子缺陷(例如，經由控制器141分類)。適於在凹坑缺陷與粒子缺陷之間區分之一檢測系統及方法係描述於2011年3月13日頒予給Vaez-Iravani等人之美國專利第6,201,601號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
法線入射輻射源102可發射適於刺激樣品104之表面之一或多個光致螢光缺陷(諸如定位於該樣品104之磊晶層中之一堆疊層錯缺陷)以發射光致螢光之光之任何波長或任何範圍之波長之光。例如，法線入射輻射110可包含紫外光。在一實施例中，法線入射輻射110之波長 λN小於斜入射輻射101之波長λO。例如，法線入射輻射110可包含具有355nm之一波長之紫外光，而斜入射輻射101可具有405nm之一波長。此外，法線入射輻射源102可包含此項技術中已知之任何輻射源。例如，法線入射輻射源102可包含(但不限於)一雷射。例如，法線入射輻射源102可包含(但不限於)一紫外雷射，諸如一紫外連續波(CW)雷射。例如，法線入射輻射源102可包含(但不限於)能夠發射355nm光之一紫外雷射。本文中應注意，355nm UV光適於刺激一樣品之堆疊層錯缺陷中之光致螢光發射。應進一步注意，355nm波長並非一限制且僅為圖解目的而提供。本文中應認知，可藉由本發明之法線入射光源102利用不同波長之光以刺激不同類型之光致螢光缺陷中之光致螢光發射。
除本文中前文所描述之光致螢光刺激態樣之外，系統100可藉由收集及分析藉由樣品104之表面上之一或多個缺陷彈性散射之法線入射光而偵測該一或多個缺陷。就此點而言，在本發明之至少一些應用中，法線入射輻射源102及對應偵測子系統允許系統100在暗場模式中操作。
本文中應注意，術語「斜照明波長」及「法線照明波長」並非限制性且僅為圖解及清楚目的而提供。
在一實施例中，系統100包含經組態以收集來自樣品104之輻射之一組收集光學器件106。該等收集光學器件106可包含一收集器108，收集器108定位於樣品104上方且經組態以自該樣品104收集光且將該所收集光引導至濾光器子系統115之一輸入端及至系統100之各種感測器上。
在另一實施例中，自樣品104發出之輻射112可包含藉由該樣品104之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品104之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射。例如，收集器108經組態以收集來自 樣品104之經散射及/或輻射之光。例如，在來自法線入射源102之光110及/或來自斜入射源103之光101照射於樣品104之表面(例如，樣品之磊晶層或樣品之基板)上之後，可藉由該樣品104之該表面之一或多個部分或定位於該樣品104之表面處之缺陷經由光致螢光散射或輻射該光。繼而，收集器108可收集該經散射或輻射之光且將該光傳輸至濾光器子系統115之一輸入端。雖然以上描述在圖1A中所描繪之幾何學背景內容中描述本發明，但本發明並不限於此幾何學或光收集裝置及方法。例如，本文中應認知，系統100可替代性地經組態以收集及量測自樣品104反射之光。
收集光學器件106之收集器108可包含此項技術中已知之任何光學收集裝置(諸如一收集器或物鏡)。例如，收集器108可包含(但不限於)如圖1A中所展示之一反向卡塞格林類型(Cassegrain-type)之反射物鏡。本文中應注意，收集光學器件106並不限於圖1A中所繪示之組態，該組態僅為闡釋性目的而提供。本文中應認知，系統100之收集光學器件106可包含許多額外光學元件(例如，透鏡、鏡、濾光器及類似者)，用於收集自樣品104散射或輻射之照明且將該照明引導至本發明之濾光器子系統115及偵測子系統137。適於收集經散射或以光致螢光方式輻射之光之一光學收集子系統係描述於2010年8月24日申請之美國專利申請案第12/861,894號中，該案之全文併入上文。適於收集經散射或以光致螢光方式輻射之光之一額外光學收集子系統係描述於2011年3月15日頒予給Meeks之美國專利第7,907,269號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，系統100包含一濾光器子系統115。在一實施例中，該濾光器子系統115經配置以接收藉由該組收集光學器件106收集之輻射114。例如，來自樣品104之輻射114(諸如散射光或經輻射之PL光)可藉由收集光學器件106之收集器108收集且接著經傳輸至濾光 器子系統115之一或多個部分。在另一實施例中，濾光器子系統115經組態以將來自樣品104之輻射114分離成包含在與藉由該樣品104之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長λN之輻射之一第二部分及包含斜照明波長λO之輻射之至少一第三部分。
出於本發明之目的，術語「輻射之部分」及「一光譜頻格內之輻射」可互換使用。就此點而言，「包含在可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之第一部分」可視為「在可見光致螢光光譜頻格或近紅外光致螢光光譜頻格內之光」。此外，「包含法線照明波長λN之輻射之第二部分」可視為「在第二法線散射頻格內之光」且「包含斜照明波長λO之輻射之第三部分」可視為「在第三散射斜頻格內之光」。
在一實施例中，濾光器子系統115包含一或多個光學元件，該一或多個光學器件經組態以將自樣品104接收之輻射114分離成包含在與藉由該樣品104之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分131、包含法線照明波長λN之輻射之一第二部分133及包含斜照明波長λO之輻射之至少一第三部分135。
在一實施例中，系統100包含用於量測藉由濾光器子系統115傳輸之輻射之第一部分131之一或多個特性、藉由該濾光器子系統115傳輸之輻射之第二部分133之一或多個特性及藉由該濾光器子系統115傳輸之輻射之第三部分135之一或多個特性之一偵測子系統137。在一實施例中，該偵測子系統137包含用於量測藉由濾光器子系統傳輸之輻射之第一部分131之一或多個特性之一第一感測器122、用於量測藉由該濾光器子系統115傳輸之輻射之第二部分133之一或多個特性之一第二感測器124及用於量測藉由濾光器子系統115傳輸之輻射之第三部分 135之一或多個特性之至少一第三感測器126。
在一實施例中，第一光學元件116可將包含輻射之第一部分之一第一光譜範圍之輻射107與自樣品接收之輻射114分離且將該第一光譜範圍之輻射107引導朝向偵測子系統137之第一感測器122。
在另一實施例中，一第二光學元件118可自第一光學元件116接收並不包含於第一光譜範圍之輻射107中之輻射109。在另一實施例中，該第二光學元件118可將包含輻射之第二部分之一第二光譜範圍之輻射111與自第一光學元件接收之輻射109分離且將該第二光譜範圍之輻射111引導朝向偵測子系統137之第二感測器124。
在另一實施例中，一第三光學元件120可自第二光學元件118接收並不包含於第一光譜範圍之輻射107或第二光譜範圍之輻射111中之輻射113。在另一實施例中，該第三光學元件120可將包含輻射之第三部分之第三光譜範圍之輻射113之至少一部分引導朝向偵測子系統137之第三感測器126。
應注意，濾光器子系統115之光學元件可包含適於將自樣品接收之光114分離成第一光譜範圍之輻射、第二光譜範圍之輻射及第三光譜範圍之輻射之此項技術中已知之任何光學元件，如圖1A中所展示。
在一實施例中，第一光學元件116可包含適於將包含輻射之第一部分之一第一光譜範圍之輻射107與自樣品接收之輻射114分離且將該第一光譜範圍之輻射107引導朝向第一感測器122之一第一個二向色分束器，諸如一長波通(LWP)濾光器。在另一實施例中，第二光學元件118可包含適於自第一個二向色分束器116接收輻射109、將包含輻射之第二部分之一第二光譜範圍之輻射111與自該第一個二向色分束器接收之輻射109分離且將該第二光譜範圍之輻射111引導朝向第二感測器124之一第二個二向色分束器(例如，LWP濾光器)。
在另一實施例中，第三光學元件120可包含用於自第二個二向色分束器接收輻射113且將包含輻射之第三部分之一第三光譜範圍之輻射113之至少一部分引導朝向第三感測器126之一鏡120。
在一替代實施例中，第三光學元件120可經組態以至少將包含輻射之第三部分之一第三光譜範圍之輻射113之一部分與自第二光學元件118接收之輻射分離且將該第三光譜範圍之輻射113引導朝向第三感測器126，同時將並不包含於第一光譜範圍之輻射107、第二光譜範圍之輻射111或第三光譜範圍之輻射113中之輻射傳輸至定位於光學元件120下游之一或多個額外光學裝置(圖1A中並未展示)。在此實例中，圖1A中所展示之鏡120可用一個二向色分束器(例如，LWP濾光器)取代，該二向色分束器用於提供一額外存取埠至光。例如，在此實施例中穿過該二向色分束器之光可經由一光纖耦合至一外部偵測器。就此點而言，系統100可進一步分析輻射之此部分。例如，儘管未展示，然系統100可包含經配置以分析穿過光學元件120之光之一光譜儀。適於分析並未轉向至感測器122、124或126之光之一光譜儀系統係大體上描述於美國申請案第12/861,894號中，該案之全文以引用的方式併入上文。
在一實施例中，濾光器子系統115可經組態以將自樣品104接收之光114選擇性濾光，使得偵測子系統137之感測器122、124及126各接收一預選定頻帶之光。
在另一實施例中，濾光器子系統包含一組窄頻帶濾光器，以允許系統100選擇性量測各種所關注之輻射頻帶，如圖1A中所展示。在一實施例中，系統100之濾光器子系統115包含一第一窄頻帶濾光器128。例如，該第一窄頻帶通濾光器128可定位於第一感測器122與第一光學元件116之間。就此點而言，第一窄頻帶通濾光器128可自光學元件116接收第一光譜範圍之輻射107且將輻射之第一部分131傳輸至 第一感測器122，同時阻斷並不包含於輻射之該第一部分中之輻射。
在另一實施例中，系統100之濾光器子系統115包含一第二窄頻帶通濾光器130。例如，該窄頻帶通濾光器130可定位於第二感測器124與第二光學元件118之間。就此點而言，第二窄頻帶通濾光器130可接收第二光譜範圍之輻射111且將輻射之第二部分133傳輸至第二感測器124，同時阻斷並不包含於輻射之該第二部分133中之輻射。
在另一實施例中，系統100之濾光器子系統115包含一第三窄頻帶通濾光器132。例如，該窄頻帶通濾光器132可定位於第三感測器126與第三光學元件120之間。就此點而言，第三窄頻帶通濾光器132可接收第三光譜範圍之輻射113且將輻射之第三部分135傳輸至第三感測器126，同時阻斷並不包含於輻射之該第三部分135中之輻射。
雖然已在使用窄頻帶濾光器及LWP濾光器以將各種頻帶之光引導至對應感測器之背景內容下描述系統100，但本發明並不限於此光學架構。而是，關於系統100所描繪之光學組態係僅為圖解目的提供且並非限制性。預期可實施各種類比光學組態以將來自樣品104之輻射114分離成本發明之所要光譜頻帶。例如，系統100可包含配備有一或多個光譜儀之一光學組態。藉由另一實例，系統100可包含配備有光學耦合至一光電偵測器之一或多個繞射元件(例如，繞射光柵)之一光學組態。藉由另一實例，系統100可包含配備有光學耦合至一光電偵測器之一或多個分散元件(例如，稜鏡)之一光學組態。
在一實施例中，濾光器子系統115及感測器122可經配置使得第一感測器122接收與自樣品104之一或多個PL缺陷輻射之可見PL光或近IR光對應之光。在一實施例中，法線入射源102可使用紫外光(諸如具有約355nm之一波長之雷射光)照明樣品104之一或多個部分。作為回應，存在於樣品之磊晶層中之PL缺陷可吸收該UV光且接著輻射可見光譜及/或近IR光譜中之光。接著，第一窄頻帶通濾光器128可將一選 定頻帶之光(諸如417nm與900nm之間之光)傳輸至第一感測器122，允許系統100偵測在可見光譜及/或近IR光譜中之堆疊層錯。如本文中進一步描述，光譜定位及選定頻帶之寬度可依據存在於一給定樣品104中之所預期PL特徵而變化，允許將系統100調諧至一特定PL偵測情景。
在另一實施例中，濾光器子系統115及感測器124可經配置使得第二感測器124接收包含藉由缺陷及/或樣品表面散射之法線入射波長光λN之光。在一實施例中，法線入射源102可使用波長λN之法線入射光110(例如，紫外光，諸如355nm光)照明樣品104之一或多個部分。作為回應，樣品104表面之一或多個缺陷或部分可散射或反射λN光。接著，第二窄頻帶通濾光器130可將一選定頻帶(諸如包含藉由λN源發射之光之一波長頻帶)之光傳輸至第二感測器124。例如，在其中法線入射源102係一UV源(發射355nm之光)之情況中，第二窄頻帶通濾光器130可經組態以傳輸在350nm至360nm之範圍中之光。
在另一實施例中，濾光器子系統115及第三感測器126可經配置使得該第三感測器126接收包含藉由缺陷及/或樣品104表面散射之斜入射波長光λO之光。在一實施例中，斜入射源103可使用波長λO之斜入射光101(例如，405nm光)照明樣品104之一或多個部分。作為回應，樣品104表面之一或多個缺陷或部分可散射或反射λO光。接著，第三窄頻帶通濾光器132可將一選定頻帶(諸如包含藉由λO源發射之光之一波長頻帶)之光傳輸至第三感測器126。例如，在其中斜入射源103發射405nm之光之情況中，第三窄頻帶通濾光器132可經組態以傳輸在400nm至410nm之範圍中之光，允許系統100偵測在UV光譜中之堆疊層錯。藉由另一實例，在其中斜入射源103發射405nm之光之情況中，第三窄頻帶通濾光器132可經組態以傳輸在370nm至410nm之範圍中之光，允許系統100偵測在近UV(NUV)光譜中之堆疊層錯缺陷及 基面位錯缺陷。
本文中應注意，上文所描述之濾光器子系統115及偵測子系統137之實施方案允許系統100將各種信號貢獻(signal contribution)與經照明之樣品104隔離。就此點而言，可以允許各者之隔離量測之一方式同時量測斜入射照明之散射、法線入射照明之散射及藉由一UV源刺激之經輻射之PL光。此外，上文所描述之組態有助於避免經散射之斜入射光及經散射之法線入射光之串擾(即，將非所要頻帶耦合至低位準之散射光中)。
本文中應注意，感測器122、124及126(以及本文中進一步描述之實施例之感測器)可包含此項技術中已知之任何類型之光感測器架構。例如，系統100之感測器可包含(但不限於)光電倍增管(PMT)。在一替代實施例中，系統100之感測器可包含(但不限於)光電二極體(例如，突崩光電二極體)。
在一實施例中，系統100包含以通信方式耦合至偵測子系統137之一或多個部分之一控制器141，如圖1A及圖1D中所展示。在一實施例中，該控制器141係以通信方式耦合至偵測子系統137之第一感測器122、第二感測器124及第三感測器126。就此點而言，控制器141(例如，該控制器141之一或多個處理器)可自該第一感測器122、該第二感測器124及該第三感測器126接收量測結果。
在一實施例中，控制器141可接收指示對應於落在所定義之可見光譜頻格或近紅外光譜頻格(例如，417nm至900nm)內之光(該光至少部分包含藉由樣品104之一或多個光致螢光缺陷發射之可見光及/或近紅外光)之輻射之第一部分之一或多個特性(例如，信號強度)之一信號。在另一實施例中。控制器141可接收指示對應於落在所定義之法線散射光譜頻格(例如，350nm至360nm)內之光(該光包含一波長範圍，該波長範圍包含法線入射波長λN(例如，355nm))之輻射之第二 部分之一或多個特性(例如，信號強度)之一信號。在另一實施例中，控制器141可接收指示對應於落在所定義之散射斜光譜頻格(例如，400nm至410nm)內之光(該光包含一波長範圍，該波長範圍包含斜入射波長λO(例如，405nm))之輻射之第三部分之一或多個特性(例如，信號強度)之一信號。
在一實施例中，控制器141可基於藉由第二感測器124及第三感測器126之至少一者量測之光而偵測一或多個散射缺陷。在一實施例中，控制器141可分析第二感測器124之一或多個信號以識別散射λN光(例如，355nm)之一缺陷(諸如一粒子)。在另一實施例中，儘管未展示，然系統100可經組態以在反射模式(即，亮場通道)中利用法線入射通道(即，UV光譜中之源102及感測器124)以量測鏡面反射率及歸因於各種寬帶隙半導體材料(例如，SiC及GaN)對UV光之不透明性質之一或多個斜率通道，產生高影像品質。在另一實施例中，儘管未展示，然系統100可經組態以利用來自斜入射通道之反射光(例如，405nm光)以產生多通道信號，諸如(但不限於)：鏡面反射率、斜率通道資料及相位通道資料。
在另一實施例中，控制器141可分析第三感測器126之一或多個信號以識別散射具有λO之一波長(例如，405nm)之光之一缺陷(諸如一粒子)。在另一實施例中，系統100可利用波長λO之斜反射光以產生多通道信號，諸如(但不限於)：鏡面反射率、斜率通道及相位通道。
在另一實施例中，系統100可包含一或多個共焦孔徑(未展示)以在其中照明波長(例如，405nm)係對於樣品104之給定寬帶隙材料(例如，SiC)為透明之情況中有助於使背側散射與前側散射分離。一或多個共焦孔徑之應用係大體上描述於2010年6月24日申請之Meeks之美國專利第7,907,269號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，控制器141可基於藉由第一感測器量測之一或 多個特性(諸如一或多個信號特性(例如，信號強度))、藉由第二感測器量測之一或多個特性及藉由第三感測器量測之一或多個特性之至少一者偵測一或多個光致螢光缺陷。在另一實施例中，控制器141可藉由比較在樣品104之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自第一感測器122、第二感測器124及第三感測器126之至少一者之一或多個特性與自該樣品104之一經量測區域獲取之來自該第一感測器122、該第二感測器124及該第三感測器126之至少一者之一信號而偵測一或多個光致螢光缺陷。在一實施例中，在獲得無光致螢光缺陷之一區域之信號強度之一量測期間，感測器122至126之一或多者可自已知無光致螢光缺陷之區域獲取偵測資料。曲線143a係一樣品中無光致螢光缺陷之一區域之一組光致螢光強度對波長曲線。本文中應注意，此無光致螢光缺陷曲線143a可接著與自樣品104之額外區域獲取之資料比較以識別一或多個光致螢光缺陷。
在另一實施例中，控制器141可基於藉由第一感測器量測之一或多個特性、藉由第二感測器量測之一或多個特性及藉由第三感測器量測之一或多個特性之至少一者連同經偵測之一或多個光致螢光缺陷之已知位置製作經偵測之該一或多個光致螢光缺陷之光譜映像。就此點而言，可藉由偵測器產生一個二維光譜映像，藉此在一給定量測位置處繪製藉由各偵測器量測之光譜訊符。以此方式，可顯示一表面構形圖來顯示多個光譜頻帶之光譜映像。在替代實施例中，控制器141可選擇性顯示多個光譜頻帶之僅一部分。就此點而言，控制器141可顯示在一單光譜頻帶中量測之特徵之一光譜映像或顯示在兩個或兩個以上光譜頻帶中量測之特徵之一光譜映像。
在另一實施例中，控制器141可基於藉由第一感測器量測之一或多個特性(諸如光譜特性(例如，一或多個峰值之光譜、強度、光譜位置))、藉由第二感測器量測之一或多個特性及藉由第三感測器量測之 一或多個特性之至少一者，將經偵測之一或多個光致螢光缺陷分類。本文中應注意，一特定類型之光致螢光缺陷(或若干缺陷)將顯示一特性光譜，如前文所描述及藉由圖1B之曲線143b至143d所展示。藉由量測一特定光譜頻格(諸如圖1B中所展示之光譜頻格145及/或光譜頻格147)之強度，控制器141可判定經量測之光致螢光缺陷之類型。例如，控制器141可比較本文中前文所描述之經量測及偵測之結果與一查詢表，以識別一或多個經偵測光致螢光缺陷之類型。例如，含有將各種類型之光致螢光缺陷(諸如堆疊層錯缺陷(例如，桿狀堆疊層錯、2SSF堆疊層錯、4SSF堆疊層錯及類似者))關聯至一對應光致螢光光譜之資訊之一查詢表可藉由系統100(或一額外系統)建立且儲存於記憶體中。與特定堆疊層錯相關聯之光致螢光光譜係大體上描述於Feng等人之「Characterization of Stacking Faults in 4H-SiC Epilayers by Room-Temperature Microphotoluminescence Mapping」(《Applied Physics Letters》第92卷，第22期(2008年))中，其之全文以引用的方式併入本文中。本文中應注意，在具有額外感測器之設定中達成有效分類，藉此該等感測器之各者針對一給定堆疊層錯時間匹配至對應於一已知光譜訊符之一給定光譜頻格。在本文中更進一步詳細論述此方法。
在一實施例中，光譜頻格145可表示UV至可見之光致螢光整合頻帶，該整合頻帶係藉由使用一355nm雷射刺激光致螢光及使用一420nm至700nm光譜頻帶偵測光致螢光之光(使用如本文中前文所描述之濾光器子系統115及偵測子系統137來實行其等)而產生。在另一實施例中，如圖1B中所展示，光譜頻格147可表示UV至UV之光致螢光整合頻帶，該整合頻帶係藉由使用一355nm雷射刺激光致螢光及使用一400nm至410nm光譜頻帶偵測光致螢光之光(使用如本文中前文所描述之濾光器子系統115及偵測子系統137來實行其等)而產生。在另一 實施例中，如圖1E中所展示，光譜頻格147可表示一UV至NUV之光致螢光整合頻帶，該整合頻帶係藉由使用一355nm雷射刺激光致螢光及使用一較寬頻帶(諸如(但不限於)一370nm至410nm光譜頻帶)偵測光致螢光之光(使用如本文中前文所描述之濾光器子系統115及偵測子系統137來實行其等)而產生。在額外實施例中，應注意，為偵測NUV發射缺陷之目的，光譜頻格147可對應於光譜範圍(諸如但不限於：370nm至400nm)。本文中應注意，圖1E之光譜頻格化組態適於偵測堆疊層錯及基面位錯兩者。
本文中應注意，使用光譜頻格145之可見/NIR偵測可對應於一「正」對比或「亮」對比偵測處理程序，藉此在光致螢光光譜中之特性峰值之強度係大於與無光致螢光缺陷曲線143a對應之背景強度。相比而言，使用光譜頻格147(例如，對應於370nm至410nm之一頻帶及類似者)之NUV偵測可對應於一「負」對比或「暗」對比偵測處理程序，藉此在光致螢光光譜中之特性峰值之強度係小於與無光致螢光缺陷曲線143a對應之背景強度。
圖1F繪示根據本發明之一或多項實施例之描繪利用基於NUV之暗對比偵測方案及基於可見之亮對比偵測方案獲得之成像資料之一對光致螢光檢測影像。影像170描繪利用對應於上文所描述之NUV頻帶(例如，370nm至410nm)之一光譜頻格獲得之成像資料。如影像170中所展示，堆疊層錯172及基面位錯174兩者皆顯示一高位準之負對比。然而，經分開基面位錯之堆疊層錯部分176顯示較微弱之負對比。影像178描繪利用對應於上文所描述之可見頻帶(例如，420nm至700nm)之一光譜頻格獲得之成像資料。如影像178中所展示，堆疊層錯172及經分開基面位錯之堆疊層錯部分176兩者皆顯示相對較強之正對比。然而，基面位錯174在影像178中並不顯示任何可量測之亮對比。本文中應注意，亦已知基面位錯174在NIR頻帶(諸如750nm至900 nm)中亮度很微弱。
在一替代實施例中，如圖1D中所繪示，控制器141經組態以選擇性撤銷啟動斜入射輻射源103。在一實施例中，可利用可偵測在至少包含λO之光之一範圍中之輻射之第二感測器124以偵測藉由一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射。在一進一步實施例中，在藉由第二感測器124量測光致螢光之前，控制器141可撤銷啟動斜入射輻射源103。例如，在其中λO=405nm且感測器124經組態以偵測在頻帶400nm至410nm中之輻射之情況中，控制器141可撤銷啟動斜入射輻射源103以取樣在該400nm至410nm頻帶內之光致螢光之光，該光致螢光之光係經由藉由355nm紫外輻射源102之刺激而產生。本文中應認知，此偵測情景(即，偵測缺陷散射之λO輻射及偵測在相同範圍中之光致螢光輻射)可利用晶圓之兩個檢測遍次進行。
在一實施例中，控制器141包含一或多個處理器(未展示)及一非暫時性儲存媒體(即，記憶體媒體)。就此點而言，控制器141之儲存媒體(或任何其他儲存媒體)含有經組態以引起該控制器141之一或多個處理器進行貫穿本發明所描述之各種步驟之任一者之程式指令。出於本發明之目的，術語「處理器」可廣泛地定義為涵蓋具有處理能力之任何處理器或(若干)邏輯元件，其等執行來自一記憶體媒體之指令。在此意義上，控制器141之一或多個處理器可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器類型之裝置。在一實施例中，一或多個處理器可由經組態以執行一程式(該程式經組態以執行貫穿本發明所描述之計算/資料處理步驟)之一桌上型電腦或其他電腦系統(例如，經網路連線之電腦)組成。應認知，貫穿本發明所描述之該等步驟可藉由一單一電腦系統、多個電腦系統或一多核心處理器進行。此外，系統100之不同子系統(諸如一顯示裝置或一使用者介面裝置(未展示))可包含適於進行上文所描述之步驟之至少一部分之一處理器 或邏輯元件。因此，上文描述不應解釋為限制本發明而僅為一圖解。
在一實施例中，系統100包含一樣品台總成105，樣品台總成105經組態以緊固樣品104且選擇性致動該樣品104，以使用至少斜入射輻射源103及法線入射輻射源102執行一掃描處理程序。就此點而言，可選擇性致動樣品台105及/或含有斜入射輻射源103及法線入射輻射源102之光學頭，藉此相對於入射光射束101及110掃描樣品104。
在一實施例中，系統100之樣品台總成105包含經組態以緊固樣品104且使該樣品104選擇性旋轉之一旋轉樣品台總成。在一實施例中，旋轉樣台總成包含用於緊固樣品104之一樣品卡盤(未展示)。例如，該樣品卡盤可包含(但不限於)一真空卡盤。在另一實施例中，旋轉樣品台總成包含經組態以使樣品104選擇性旋轉之一樣品轉軸(未展示)。例如，該樣品轉軸可使樣品104繞垂直於該樣品104之表面之一軸以一選定旋轉速率旋轉。在另一實施例中，該轉軸可回應於一相關聯控制器或控制系統(例如，控制器141)使樣品選擇性旋轉(或停止旋轉)。
在一實施例中，系統100之一旋轉樣品台經組態以進行一螺旋掃描處理程序。在一實施例中，系統100之一旋轉樣品台可使樣品104以一選定旋轉速率旋轉，而包含斜入射源103及法線入射源102之一光學頭係沿著一選定線性方向(例如，沿著該樣品104之一徑向線)平移。例如，該光學頭可耦合至適於使該光學頭沿著一選定線性方向平移之一線性台。樣品104之旋轉與斜入射源103及法線入射源102之線性運動之經組合運動產生一螺旋掃描圖案149，如圖1C中所展示。就此點而言，樣品104(諸如一SiC晶圓)可在光學頭(包含源102及源103)下迅速旋轉(例如，5000 RPM)且依具有一選定軌道間距(例如，4μm)沿著該樣品104之一半徑緩慢移動。例如，光學頭可沿著一徑向方向自樣品之邊緣移動至該樣品之中心。
本文中應注意，螺旋掃描技術提供一相對較快之掃描處理程序，因為不需要用於減速、加速、停止或改變方向之時間，在大多數X-Y掃描架構(例如，掃描、條帶測繪(swathing)或移動獲取量測組態)中需要該時間。適於實施本文中所描述之螺旋掃描程序之一螺旋掃描架構係大體上描述於1997年9月19日申請之Vaez-Iravani等人之美國專利第6,201,601號中，該案之全文併入本文中。
在一替代實施例中，系統100之樣品台總成105包含一線性台總成(未展示)，線性台總成經組態以緊固樣品104且使該樣品104沿著至少一第一方向(例如，X方向)及垂直於該第一方向之一第二方向(例如，Y方向)選擇性平移，以使用至少斜入射輻射源103及法線入射輻射源102執行一X-Y掃描處理程序。
圖1G繪示根據本發明之一替代實施例之系統100之一方塊圖視圖。本文中應注意，除非另有表示，否則本文中前文關於系統100所描述之實施例及實例應解釋為擴及圖1G中所描繪之系統100之實施例。
本文中應進一步注意，圖1E中所描繪之實施例用於提供一額外紫外偵測頻帶，允許系統100同時偵測λO之缺陷散射光(例如，藉由斜入射光源103產生之光)以及藉由憑藉法線入射光源102刺激一或多個光致螢光缺陷而產生之紫外光致螢光之光。
在一實施例中，偵測子系統137包含用於量測藉由濾光器子系統115傳輸之輻射之一第四部分139之一或多個特性之一第四感測器142。在一實施例中，輻射之該第四部分對應於具有小於輻射之第三部分135之最小波長之一波長之紫外輻射。例如，在其中第三感測器126量測跨400nm至410nm之一頻帶(例如，λO=405nm)之斜散射光之情況中，第四感測器142可經組態以量測低於400nm之輻射。例如，該第四感測器142可取樣可對應於紫外頻帶(該紫外頻帶對應於可在圖 1B中之光致螢光光譜資料中觀察之藉由一或多個光致螢光缺陷之紫外激發產生之紫外光)之至少一部分之頻帶370nm至400nm中之輻射。
在另一實施例中，濾光器子系統115之第三光學元件120經組態以自第二光學元件118接收並不包含於第一光譜範圍之輻射107或第二光譜範圍之輻射111中之輻射。此外，該第三光學元件120經組態以至少將包含輻射之第三部分135之一第三光譜範圍之輻射117之一部分與自第二光學元件118接收之輻射分離且將該第三光譜範圍之輻射117引導朝向第三感測器126。此外，第三光學元件120進一步經組態以將並不包含於第一光譜範圍之輻射107、第二光譜範圍之輻射111或第三光譜範圍之輻射117中之輻射以包含輻射之一第四部分139之一第四光譜範圍之輻射119朝向第四感測器142傳輸。在另一實施例中，濾光器子系統115之第三光學元件120可包含(但不限於)一個二向色光學元件(例如，LWP濾光器)。
在另一實施例中，濾光器子系統115可包含一第四窄通濾光器144。在一實施例中，該第四窄通濾光器144係定位於第四感測器142與第三光學元件120之間且經組態以接收第四光譜範圍之輻射119且將輻射之第四部分139(諸如紫外光致螢光之光(例如，370nm至400nm))傳輸至第四感測器142且阻斷並不包含於輻射之該第四部分中之輻射。
圖1H繪示根據本發明之一替代實施例之系統100之一方塊圖視圖。本文中應注意，除非另有表示，否則本文中前文關於系統100所描述之實施例及實例應解釋為擴及圖1H中所描繪之系統100之實施例。
本文中應進一步注意，圖1H中所描繪之實施例用於提供在沒有本文中前文所描述之斜入射源之情況下之一偵測情景。在此實施例 中，系統100僅經由第二感測器124偵測散射光，該第二感測器124經組態以量測藉由濾光器子系統115傳輸之輻射之第二部分133(例如，350nm至360nm)之一或多個特性。應進一步注意，在此實施例之背景內容中，此實施例之第三感測器142係實質上類似於本文中前文所描述在圖1G中之實施例之第四感測器142。就此點而言，圖1H之第三感測器142可量測藉由濾光器子系統115傳輸之輻射之一第三部分139之一或多個特性。在一實施例中，輻射之第三部分139對應於具有大於輻射之第二部分133之最大波長之一波長之紫外輻射。例如，在其中第二感測器124量測跨350nm至360nm之一頻帶(例如，λN=355nm)之法線散射光之情況中，第三感測器142可經組態以量測高於360nm之輻射。例如，第三感測器142可取樣可對應於紫外頻帶(該紫外頻帶對應於可在圖1B中之光致螢光光譜資料中觀察之藉由一或多個光致螢光缺陷之紫外激發產生之紫外光)之至少一部分之頻帶370nm至410nm中之輻射。
在另一實施例中，系統100之光學元件120可包含用於將第三光譜範圍之輻射113引導朝向第三感測器142以用於偵測UV光致螢光輻射之一鏡。
圖1I繪示根據本發明之一替代實施例之系統100之一方塊圖視圖。本文中應注意，除非另有表示，否則本文中前文關於系統100所描述之實施例及實例應解釋為擴及圖1I中所描繪之系統100之實施例。
本文中應進一步注意，圖1I中所描繪之實施例用於提供許多光致螢光光譜頻格，各光致螢光光譜頻格匹配至一類型之堆疊層錯(例如，桿狀堆疊層錯、2S堆疊層錯及4S堆疊層錯)之一特定光譜訊符。此組態進一步提供在即時或近即時中之堆疊層錯之分類。
此外，圖1I中所描繪之實施例可達成下文在圖1J中所描繪之光譜 分段之類型，該類型之光譜分段用於將特性光致螢光頻帶隔離成若干相異光致螢光光譜頻格。本文中應注意，給定用於光譜160中之各缺陷類型之寬光致螢光線，一些位準之串擾可存在。然而，應進一步認知，總信號與串擾降低之間之一良好平衡可藉由選取大致對應於用於各堆疊層錯類型之各輻射重組線之全寬半高(FWHM)之光致螢光頻格而達成。
在一實施例中，系統100可經組態為不具有斜入射輻射源103及對應感測器126以及濾光器135。在另一實施例中，系統100之控制器141可選擇性啟動及撤銷啟動斜入射輻射源103，如本文中前文所描述。在又另一實施例中，系統100可包含斜入射輻射103，如本文中前文所描述。本文中應注意，以下描述係在斜入射光源103包含於系統100中之背景內容中提供。然而，經進一步注意，此並非一限制且系統100可體現為不具有斜入射輻射源103。
如本文中前文所描述，系統100之濾光器子系統115經組態以接收藉由收集光學器件106組收集之輻射之至少一部分。
在其中存在斜入射源103之情況中，濾光器子系統115進一步經組態以將輻射分離成包含法線照明波長λN之輻射之一部分111及包含斜照明波長λO之輻射之一額外部分117，如本文中前文所描述。
在另一實施例中，濾光器子系統115經組態以將來自樣品104之輻射114分離成光致螢光輻射之複數個部分。在另一實施例中，各部分包含在藉由該樣品104之一或多個光致螢光缺陷發射之輻射之一不同光譜範圍中之一或多個波長。
例如，偵測子系統137可包含(但不限於)：用於量測藉由濾光器子系統115傳輸之PL輻射之一第一部分之一或多個特性(例如，強度)之一第一PL感測器146、用於量測藉由該濾光器子系統115傳輸之PL輻射之一第二部分之一或多個特性之一第二PL感測器150、用於接收 藉由該濾光器子系統115傳輸之PL輻射之一第三部分之一第三PL感測器148及用於接收透過該濾光器子系統115傳輸之PL輻射之一第四部分之一第四PL感測器142。
在另一實施例中，如本文中前文所描述，偵測子系統137可進一步包含用於接收自樣品104之一或多個缺陷散射之λN輻射之一法線散射感測器124及用於接收自該樣品104之一或多個缺陷散射之λO輻射之一斜散射感測器126。
在一實施例中，上文所描述之感測器之各者可對應於一特定光譜頻格。在一實施例中，濾光器子系統115包含複數個光學元件及複數個窄頻帶濾光器，以將自樣品接收之輻射分離成複數個光譜頻格。
在一實施例中，複數個光學元件可包含(但不限於)：光學元件116、118、140、152及154。例如，該等光學元件116、118、140、152及154之各者可包含(但不限於)一個二向色分束器(例如，LWP濾光器)，如本文中前文所描述。本文中應認知，光學元件116、118、140、152及154之各者可用於將包含一選定光譜頻帶之一給定光譜範圍之輻射引導朝向對應感測器。在另一實施例中，複數個窄頻帶濾光器可包含(但不限於)窄頻帶濾光器130、132、156、158、159及144。本文中應認知，該等窄頻帶濾光器之各者可用於藉由傳輸包含於複數個光譜頻格之一給定光譜頻格中之光且阻斷該給定光譜頻格外之光而定義該給定光譜頻格。
在一實施例中，第一PL感測器146經組態以自第一窄頻帶濾光器156接收在480nm至520nm之一光譜頻帶中之輻射。在另一實施例中，第二PL感測器150經組態以自窄頻帶濾光器159接收在440nm至470nm之一光譜頻帶中之輻射。在另一實施例中，第三PL感測器148經組態以自窄頻帶濾光器158接收在410nm至435nm之一光譜頻帶中之輻射。在一實施例中，第四PL感測器142經組態以自窄頻帶濾光器 144接收在370nm至400nm之一光譜頻帶中之輻射。在另一實施例中，法線散射感測器124可自窄頻帶濾光器130接收在350nm至360nm之一光譜頻帶中之輻射，而斜散射感測器126可自窄頻帶濾光器132接收在400nm至410nm中之一光譜頻帶中之輻射。
在一實施例中，光學元件及複數個窄頻帶濾光器經配置以根據樣品之一或多個光致螢光缺陷之一組預期光譜特性定義複數個光譜頻格。在另一實施例中，複數個光學元件及複數個窄頻帶濾光器經配置以將全寬半高(FWHM)值實質上匹配至一光致螢光光譜之一組對應強度峰值。在一實施例中，如圖1J中所展示，一第一光譜頻格162(由濾光器156及感測器146所定義)可匹配至指示一第一類型之堆疊層錯(例如，2S堆疊層錯)之存在之一第一光致螢光峰值163(例如，FWHM)。在另一實施例中，如圖1H中所展示，一第二光譜頻格164(由濾光器159及感測器150所定義)可匹配至指示一第二類型之堆疊層錯(例如，4S堆疊層錯)之存在之一第二光致螢光峰值165(例如，FWHM)。在另一實施例中，如圖1J中所展示，一第三光譜頻格166(由濾光器158及感測器148所定義)可匹配至指示一第三類型之堆疊層錯(例如，桿類型堆疊層錯)之存在之一第三光致螢光峰值167(例如，FWHM)。
在另一實施例中，如圖1J中所展示，一第三光譜頻格166(由濾光器158及感測器148所定義)可匹配至一或多個第四光致螢光峰值169(例如，FWHM)。在圖1J之光致螢光光譜160之情況中，光譜頻格166起作用以量測指示上文所描述之各類型之堆疊層錯缺陷之存在之一組寬光致螢光峰值。
在另一實施例中，系統100之控制系統141可基於藉由複數個感測器之各者偵測之光而偵測一或多個光致螢光缺陷。在一實施例中，控制系統141可藉由比較在樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自複數個感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取 之來自該複數個感測器之至少一者之一信號而偵測光致螢光缺陷。就此點而言，可在專用光譜頻格中偵測各堆疊層錯類型，各專用光譜頻格耦合至一專用感測器(例如，PMT)。
在另一實施例中，控制器141可基於藉由複數個感測器之各者量測之一或多個信號而將一或多個經偵測之光致螢光缺陷分類。就此點而言，控制器141可基於光致螢光訊符波長之存在而將各堆疊層錯缺陷分類。本文中應注意，本發明之光譜頻格之實施方案在其中(若干)給定缺陷對於經由形狀演算法之適當識別而言太小之設定中允許快速及有效光致螢光缺陷分類。應理解，當僅光致螢光缺陷係足夠大以經適當取樣且表示於成像資料中時，系統可進一步應用一或多個形狀識別演算法以將給定缺陷(例如，三角形缺陷、桿缺陷及類似者)分類。應進一步認知，圖1I中所描繪之實施例並不限於上文明確提及之光譜頻格。而是，本發明中所論述之光譜頻格已僅為闡釋性目的而提供。預期可在本發明之範疇內應用額外光譜頻格情景。例如，系統100可利用額外光譜頻格(而非三個個別光譜頻格(如圖1I及圖1J中所展示))進行分類處理程序。例如，利用額外光譜頻格，控制器141可基於以下事實將缺陷分類：一個三角形堆疊層錯應具有強背位準擺動，而一桿狀堆疊層錯可具有強背位準訊符且同時具有一降低之白位準訊符。相對信號變動之此差異可用於使用光致螢光之堆疊層錯分類。
雖然前文描述已集中於斜通道及法線通道光致螢光缺陷(例如，SF缺陷及基面位錯)及散射缺陷偵測。本文中應認知，在實施期間本發明之系統100可利用額外架構及組態。在一些實施例中，系統100可配備有用於在檢測及偵測散射缺陷及光致螢光缺陷期間進行一自動聚焦常式之自動聚焦裝置。在其他實施例中，本發明之系統100可配備有用於控制光源(例如，斜入射源103及法線入射源102)之功率之功率控制裝置及系統。例如，該一或多個功率控制裝置可用於控制入射於 樣品104上之光之功率以用於校正或其他目的。
在其他實施例中，系統100可包含經組態以量測來自樣品之反射光之一或多個斜通道。例如，系統100可包含額外光源、光學聚焦及控制元件及經組態以用於量測樣品之鏡面反射之偵測裝置、一或多個斜率通道及/或一或多個相位通道。
在其他實施例中，系統100之控制器141可自該系統100之各種通道之各者擷取信號以將一或多個缺陷分類。例如，控制器141可自以下通道之一或多者接收信號：斜入射通道、法線入射通道、鏡面反射通道、斜率通道、相位通道及類似者。接著，基於來自此等通道之一或多者之資料中之缺陷訊符之一分析，控制器141可將一經量測缺陷分類。例如，控制器141可比較在一第一對比模式中經由一第一通道獲取之一影像且接著比較該影像與在一第N個對比模式中經由一第二通道(或一第N個通道)獲取之一影像，以將樣品104之一或多個光致螢光缺陷(例如，SF缺陷或基面位錯)分類。
圖2繪示描繪用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法之一處理程序流程圖200。在步驟202中，沿著相對於樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在步驟204中，沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在一實施例中，該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光。在步驟206中，收集來自該樣品之輻射。在一實施例中，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者。在步驟208中，將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長光之輻射之一第二部分及包 含斜照明波長光之輻射之至少一第三部分。在步驟210中，量測輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性。在步驟212中，基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷。在步驟214中，藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
圖3繪示描繪用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法之一處理程序流程圖300。在步驟302中，沿著相對於樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在步驟304中，沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向引導法線照明波長光之一射束。在一實施例中，該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光。在步驟306中，收集來自該樣品之輻射。在一實施例中，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者。在步驟308中，將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分、包含斜照明波長之輻射之一第三部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第四部分。在步驟310中，量測輻射之該第一部分之至少一者 之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性、輻射之該第三部分之一或多個特性及輻射之該第四部分之一或多個特性。在步驟312中，基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷。在步驟314中，藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之經量測之一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
圖4繪示描繪用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法之一處理程序流程圖400。在步驟402中，沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向引導法線照明波長光之一射束。在一實施例中，該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光。在步驟404中，收集來自該樣品之輻射。在一實施例中，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者。在步驟406中，將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含法線照明波長之輻射之一第二部分及包含在與藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第三部分。在步驟408中，量測輻射之該第一部分之至少一者之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性及輻射之該第三部分之一或多個特性。在步驟410中，基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部 分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷。在步驟412中，藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之經量測之一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
圖5繪示描繪用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法之一處理程序流程圖500。在步驟502中，沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在一實施例中，該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光。在步驟504中，收集來自該樣品之輻射。在一實施例中，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者。在步驟506中，將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之複數個部分，各部分包含在藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光之一不同光譜範圍中之一或多個波長。在步驟508中，量測光致螢光輻射之該複數個部分之各者之一或多個特性。在步驟510中，基於光致螢光輻射之該複數個部分之各者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。在步驟512中，基於與光致螢光輻射之該複數個部分之各者相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
圖6繪示描繪用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之一方法之一處理程序流程圖600。在步驟602中，沿著實質上垂直於樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在一 實施例中，該法線照明波長之光之射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光。在步驟604中，沿著相對於該樣品之該表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上。在步驟606中，收集來自該樣品之輻射。在一實施例中，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者。在步驟608中，將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之一可見部分及光致螢光輻射之一近紫外(NUV)部分。在步驟610中，量測光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之一或多個特性。在步驟612中，基於光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。在步驟614中，基於與光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
熟習此項技術者將認知，在此項技術內通常以本文中所闡述之方式描述裝置及/或處理程序且其後使用設計方法，以將此等所描述之裝置及/或處理程序整合至資料處理系統中。即，本文中所描述之裝置及/或處理程序之至少一部分可經由一合理量之實驗整合至一資料處理系統中。熟習此項技術者將認知，一典型資料處理系統通常包含下列一或多者：一系統單元殼體；一視訊顯示裝置；一記憶體(諸如揮發性記憶體及非揮發性記憶體)；處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)；運算實體(諸如作業系統、驅動程式、圖形使用者介面及應用程式)；一或多個互動裝置(諸如一觸控墊或螢幕)；及/或包含回饋迴路及控制馬達(例如，用於感測位置及/或速度之回饋；用於移動及/或調整組件及/或數量之控制馬達)之控制系統。一典型資料處理系統可利用任何合適商業上可用之組件(諸如通常在資料計算/通信及/或 網路計算/通信系統中找到之該等組件)實施。
雖然已展示及描述本文中所描述之本發明標的之特定態樣，但熟習此項技術者將明白，基於本文中之教示，可在不脫離本文中所描述之標的及其更廣態樣情況下作出改變及修改且因此，隨附申請專利範圍旨在將如落於本文中所描述之標的之真實精神及範疇內之全部此等改變及修改涵蓋於其等範疇內。
儘管已繪示本發明之特定實施例，然應明白熟習此項技術者可在不脫離前述揭示內容之範疇及精神之情況下作出本發明之各種修改及實施例。因此，本發明之範疇應僅藉由附加至此之申請專利範圍限制。據信將藉由前面描述理解本發明及許多其伴隨優點，且將明白，可在不脫離所揭示標的或不犧牲全部其材料優點之情況下在組件之形式、構造及配置上作出各種改變。所描述之形式係僅具闡釋性且以下申請專利範圍之意向係涵蓋及包含此等改變。
100‧‧‧系統
101‧‧‧光/斜入射輻射/斜入射光/入射光射束
102‧‧‧法線入射輻射源/法線入射光源/法線入射源/源/355nm紫外輻射源
103‧‧‧斜入射輻射源/斜入射源/源/斜入射光源/斜入射輻射
104‧‧‧樣品/給定樣品
105‧‧‧樣品台總成/樣品台
106‧‧‧收集光學器件
107‧‧‧第一光譜範圍之輻射
108‧‧‧收集器
109‧‧‧輻射
110‧‧‧光/法線入射輻射/法線入射光/入射光射束
111‧‧‧第二光譜範圍之輻射/輻射之部分
112‧‧‧輻射
113‧‧‧輻射/第三光譜範圍之輻射
114‧‧‧輻射/光
115‧‧‧濾光器子系統
116‧‧‧第一光學元件/第一個二向色分束器/光學元件
118‧‧‧第二光學元件/光學元件
120‧‧‧第三光學元件/鏡/光學元件
122‧‧‧第一感測器/感測器
124‧‧‧第二感測器/感測器/法線散射感測器
126‧‧‧第三感測器/感測器/斜散射感測器
128‧‧‧第一窄頻帶濾光器/第一窄頻帶通濾光器
130‧‧‧第二窄頻帶通濾光器/窄頻帶濾光器
131‧‧‧輻射之第一部分
132‧‧‧第三窄頻帶通濾光器/窄頻帶濾光器
133‧‧‧輻射之第二部分
135‧‧‧輻射之第三部分
137‧‧‧偵測子系統
141‧‧‧控制器/控制系統
λO‧‧‧斜照明波長/波長/斜入射波長光/斜入射波長
λN‧‧‧法線照明波長/波長/法線入射波長光/法線入射波長

Claims (62)

  1. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之系統，其包括：一斜入射輻射源，其經組態以沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將一斜照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上；一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將不同於該斜照明波長之一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之該輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長之輻射之一第二部分及包含該斜照明波長之輻射之至少一第三部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測 藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部分之一或多個特性之至少一第三感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器及該第三感測器量測之該一或多個特性之至少一者偵測一或多個散射缺陷；及基於藉由該第一感測器量測之該一或多個特性、藉由該第二感測器量測之該一或多個特性及藉由該第三感測器量測之該一或多個特性之至少一者偵測一或多個光致螢光缺陷。
  2. 如請求項1之系統，其中該控制器進一步經組態以藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器之至少一者之一信號，基於藉由該第一感測器量測之該一或多個特性、藉由該第二感測器量測之該一或多個特性及藉由該第三感測器量測之該一或多個特性之至少一者偵測一或多個光致螢光缺陷。
  3. 如請求項1之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由該第一感測器量測之該一或多個特性、藉由該第二感測器量測之該一或多個特性及藉由該第三感測器量測之該一或多個特性之至少一者以及經偵測之該一或多個光致螢光缺陷之一位置製作經偵測之該一或多個光致螢光缺陷之光譜映像。
  4. 如請求項1之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由該第一感測器量測之該一或多個特性、藉由該第二感測器量測之該一或多個特性及藉由該第三感測器量測之該一或多個特性之至 少一者，將經偵測之該一或多個光致螢光缺陷分類。
  5. 如請求項1之系統，其中該樣品之該一或多個光致螢光缺陷包括：一或多個堆疊層錯缺陷及一或多個基面位錯之至少一者。
  6. 如請求項1之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由該第二感測器及該第三感測器之至少一者偵測之該光，區分如凹坑缺陷或粒子缺陷之經偵測之該一或多個散射缺陷。
  7. 如請求項1之系統，其中該控制器經組態以在藉由該第二感測器量測輻射之該第二部分及藉由該第三感測器量測輻射之該第三部分之至少一者之前選擇性撤銷啟動該第一輻射源，以基於藉由該第二感測器及該第三感測器之至少一者偵測之該光而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  8. 如請求項1之系統，其中該樣品係一半導體裝置。
  9. 如請求項8之系統，其中該半導體裝置係一寬帶隙半導體裝置。
  10. 如請求項1之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一雷射。
  11. 如請求項1之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一紫外雷射。
  12. 如請求項1之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一連續波(CW)雷射。
  13. 如請求項1之系統，其中經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序之該樣品台總成包括：一旋轉台總成，其經組態以緊固該樣品且使該樣品選擇性旋轉，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一螺旋掃描處理程序。
  14. 如請求項1之系統，其中經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序之該樣品台總成包括：一線性台總成，其經組態以緊固該樣品且使該樣品沿著至少一第一方向及垂直於該第一方向之一第二方向選擇性平移，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一X-Y掃描處理程序。
  15. 如請求項1之系統，其中該濾光器子系統包含：一第一光學元件，其經組態以將包含輻射之該第一部分之一第一光譜範圍之輻射與自該樣品接收之該輻射分離且將該第一光譜範圍之輻射引導朝向該第一感測器；一第二光學元件，其經組態以自該第一光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第二光學元件經組態以將包含輻射之該第二部分之一第二光譜範圍之輻射與自該第一光學元件接收之該輻射分離且將該第二光譜範圍之輻射引導朝向該第二感測器；及一第三光學元件，其經組態以自該第二光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射或該第二光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第三光學元件經組態以至少將包含輻射之該第三部分之一第三光譜範圍之輻射之一部分引導朝向該第三感測器。
  16. 如請求項15之系統，其中該第一光學元件及該第二光學元件之至少一者係一個二向色分束器且該第三光學元件係一鏡。
  17. 如請求項16之系統，其中該濾光器子系統包含：一第一光學元件，其經組態以將包含輻射之該第一部分之一第一光譜範圍之輻射與自該樣品接收之該輻射分離且將該第一光譜範圍之輻射引導朝向該第一感測器； 一第二光學元件，其經組態以自該第一光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第二光學元件經組態以將包含輻射之該第二部分之一第二光譜範圍之輻射與自該第一光學元件接收之該輻射分離且將該第二光譜範圍之輻射引導朝向該第二感測器；及一第三光學元件，其經組態以自該第二光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射或該第二光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第三光學元件經組態以至少將包含輻射之該第三部分之一第三光譜範圍之輻射之一部分與自該第二光學元件接收之該輻射分離且將該第三光譜範圍之輻射引導朝向該第三感測器，該第三光學元件進一步經組態以將並不包含於該第一光譜範圍之輻射、該第二光譜範圍之輻射或該第三光譜範圍之輻射中之輻射傳輸至一或多個額外光學裝置。
  18. 如請求項17之系統，其中該第一光學元件及該第二光學元件之至少一者以及該第三光學元件係一個二向色分束器。
  19. 如請求項16之系統，其進一步包括：一第一窄通濾光器，其定位於該第一感測器與該第一光學元件之間且經組態以接收該第一光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第一部分傳輸至該第一感測器且阻斷並不包含於輻射之該第一部分中之輻射；一第二窄通濾光器，其定位於該第二感測器與該第二光學元件之間且經組態以接收該第二光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第二部分傳輸至該第二感測器且阻斷並不包含於輻射之該第二部分中之輻射；及一第三窄通濾光器，其定位於該第三感測器與該第三光學元件之間且經組態以接收該第三光譜範圍之輻射之至少一部分且 將輻射之該第三部分傳輸至該第三感測器且阻斷並不包含於輻射之該第三部分中之輻射。
  20. 如請求項19之系統，其中藉由該第一窄通濾光器、該第二窄通濾光器及該第三窄通濾光器之至少一者傳輸之該光譜範圍係藉由該樣品之特徵之光致螢光光譜之一或多個特性予以定義。
  21. 如請求項1之系統，其中該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器之至少一者包含一光電倍增管(PMT)。
  22. 如請求項1之系統，其中該第一感測器經組態以量測自該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之可見光致螢光之光及近紅外光之至少一者。
  23. 如請求項1之系統，其中該第二感測器經組態以量測來自該樣品之一或多個缺陷之在與藉由該法線入射輻射源發射之該光對應之一波長之散射輻射。
  24. 如請求項1之系統，其中該第三感測器經組態以量測來自該樣品之一或多個缺陷之在與藉由該斜入射輻射源發射之該光對應之一波長之散射輻射。
  25. 如請求項1之系統，其中該第二感測器及該第三感測器之至少一者經組態以量測來自該樣品之一或多個光致螢光缺陷之紫外光致螢光之光。
  26. 如請求項1之系統，其中該系統經組態以同時或循序地偵測光致螢光缺陷及散射缺陷。
  27. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之系統，其包括：一斜入射輻射源，其經組態以沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將一斜照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上；一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之 該表面之一方向將不同於該斜照明波長之一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之該輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長之輻射之一第二部分、包含該斜照明波長之輻射之一第三部分及包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第四部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部分之一或多個特性之一第三感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第四部分之一或多個特性之至少 一第四感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器及該第三感測器之至少一者量測之該光而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者之一信號，基於藉由該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者偵測之該光而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  28. 如請求項27之系統，其中該濾光器子系統包含：一第一光學元件，其經組態以將包含輻射之該第一部分之一第一光譜範圍之輻射與自該樣品接收之該輻射分離且將該第一光譜範圍之輻射引導朝向該第一感測器；一第二光學元件，其經組態以自該第一光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第二光學元件經組態以將包含輻射之該第二部分之一第二光譜範圍之輻射與自該第一光學元件接收之該輻射分離且將該第二光譜範圍之輻射引導朝向該第二感測器；一第三光學元件，其經組態以自該第二光學元件接收並不包含於該第一光譜範圍之輻射或該第二光譜範圍之輻射中之輻射，其中該第三光學元件經組態以至少將包含輻射之該第三部分之一第三光譜範圍之輻射之一部分與自該第二光學元件接收之該輻射分離且將該第三光譜範圍之輻射引導朝向該第三感測 器，該第三光學元件進一步經組態以將並不包含於該第一光譜範圍之輻射、該第二光譜範圍之輻射或該第三光譜範圍之輻射中之輻射以包含輻射之該第四部分之一第四光譜範圍之輻射朝向該第四感測器傳輸。
  29. 如請求項28之系統，其中該第一光學元件、該第二光學元件及該第三光學元件之至少一者係一個二向色分束器。
  30. 如請求項28之系統，其進一步包括：一第一窄通濾光器，其定位於該第一感測器與該第一光學元件之間且經組態以接收該第一光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第一部分傳輸至該第一感測器且阻斷並不包含於輻射之該第一部分中之輻射；一第二窄通濾光器，其定位於該第二感測器與該第二光學元件之間，經組態以接收該第二光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第二部分傳輸至該第二感測器且阻斷並不包含於輻射之該第二部分中之輻射；一第三窄通濾光器，其定位於該第三感測器與該第三光學元件之間，經組態以接收該第三光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第三部分傳輸至該第三感測器且阻斷並不包含於輻射之該第三部分中之輻射；及一第四窄通濾光器，其定位於該第四感測器與該第三光學元件之間，經組態以接收該第四光譜範圍之輻射之至少一部分且將輻射之該第四部分傳輸至該第四感測器且阻斷並不包含於輻射之該第四部分中之輻射。
  31. 如請求項27之系統，其中該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者包含一光電倍增管(PMT)。
  32. 如請求項27之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由該 第一感測器、該第二感測器、該第三感測器及該第四感測器之至少一者偵測之光之一或多個光譜特性將經偵測之該一或多個光致螢光缺陷分類。
  33. 如請求項27之系統，其中該樣品之該一或多個光致螢光缺陷包括：一或多個堆疊層錯缺陷及一或多個基面位錯之至少一者。
  34. 如請求項27之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由該第二感測器及該第三感測器之至少一者偵測之該光，區分如凹坑缺陷或粒子缺陷之經偵測之該一或多個散射缺陷。
  35. 如請求項27之系統，其中該樣品係一半導體裝置。
  36. 如請求項35之系統，其中該半導體裝置係一寬帶隙半導體裝置。
  37. 如請求項27之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一雷射。
  38. 如請求項37之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一紫外雷射。
  39. 如請求項38之系統，其中該斜入射源及該法線入射源之至少一者係一連續波(CW)雷射。
  40. 如請求項27之系統，其中經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序之該樣品台總成包括：一旋轉台總成，其經組態以緊固該樣品且使該樣品選擇性旋轉，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一螺旋掃描處理程序。
  41. 如請求項27之系統，其中經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃 描處理程序之該樣品台總成包括：一線性台總成，其經組態以緊固該樣品且使該樣品沿著至少一第一方向及垂直於該第一方向之一第二方向選擇性平移，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一X-Y掃描處理程序。
  42. 如請求項27之系統，其中該第一感測器經組態以量測自該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射之可見光致螢光之光及近紅外光之至少一者且該第四感測器經組態以量測紫外光致螢光之光。
  43. 如請求項27之系統，其中該第二感測器經組態以量測來自該樣品之一或多個缺陷之在與藉由該法線入射輻射源發射之該光對應之一波長之散射輻射。
  44. 如請求項27之系統，其中該第三感測器經組態以量測來自該樣品之一或多個缺陷之在與藉由該斜入射輻射源發射之該光對應之一波長之散射輻射。
  45. 如請求項27之系統，其中該第二感測器及該第三感測器之至少一者經組態以量測來自該樣品之一或多個光致螢光缺陷之紫外光致螢光之光。
  46. 如請求項27之系統，其中該系統經組態以同時或循序地偵測光致螢光缺陷及散射缺陷。
  47. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之系統，其包括：一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之表面之一方向將一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃 描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之該輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長之輻射之一第二部分及包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少一第三部分；一偵測子系統，其包含用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第一部分之一或多個特性之一第一感測器、用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第二部分之一或多個特性之一第二感測器及用於量測藉由該濾光器子系統傳輸之輻射之該第三部分之一或多個特性之至少一第三感測器；及一控制器，其以通信方式耦合至該第一感測器、該第二感測器及該第三感測器，該控制器經組態以：基於藉由該第二感測器量測之該光而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該第一感測器及該第三感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該第一感測器及該第三感測器之至少一者之一信號，基於藉由該第一感測器及該第三感測 器之至少一者偵測之該光而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  48. 如請求項47之系統，其中該第二感測器及該第三感測器之至少一者經組態以量測來自該樣品之一或多個光致螢光缺陷之紫外光致螢光之光或近紫外光致螢光之光。
  49. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之系統，其包括：一法線入射輻射源，其經組態以沿著實質上垂直於該樣品之表面之一方向將一法線照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；一樣品台總成，其經組態以緊固該樣品且選擇性致動該樣品，以使用至少該斜入射輻射源及該法線入射輻射源執行一掃描處理程序；一組收集光學器件，其經組態以收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；一濾光器子系統，其經組態以接收藉由該組收集光學器件收集之該輻射之至少一部分，其中該濾光器子系統經組態以將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之複數個部分，各部分包含在藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該輻射之一不同光譜範圍中之一或多個波長；一偵測子系統，其包含複數個感測器，各感測器適於量測藉由該濾光器子系統傳輸之光致螢光輻射之該複數個部分之一者之一或多個特性；及一控制器，其以通信方式耦合至該複數個感測器之各者，該控制器經組態以： 藉由比較在該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域中來自該複數個感測器之至少一者之一信號與自該樣品之一經量測區域獲取之來自該複數個感測器之至少一者之一信號，基於藉由該複數個感測器之各者偵測之該光而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於藉由該複數個感測器之各者量測之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
  50. 如請求項49之系統，其進一步包括：一斜入射輻射源，其經組態以沿著相對於該樣品之該表面傾斜之一方向將一斜照明波長之光之一射束引導至該樣品之一部分上。
  51. 如請求項50之系統，其中該濾光器子系統進一步經組態以將該輻射分離成包含該法線照明波長之輻射之一部分及包含該斜照明波長之輻射之至少一額外部分之至少一者。
  52. 如請求項51之系統，其中該偵測子系統包含適於量測藉由該濾光器子系統傳輸之包含該法線照明波長之輻射之該部分之一或多個特性之一感測器及適於量測藉由該濾光器子系統傳輸之包含該斜照明波長之輻射之該至少一額外部分之一額外感測器之至少一者。
  53. 如請求項52之系統，其中該控制器進一步經組態以基於藉由適於量測包含該法線照明波長之輻射之該部分之一或多個特性之該感測器及適於量測包含該斜照明波長之輻射之該至少一額外部分之該額外感測器之至少一者量測之該光而偵測一或多個散射缺陷。
  54. 如請求項49之系統，其中該濾光器子系統包含複數個光學元件及複數個窄頻帶濾光器，以將自該樣品接收之該輻射分離成複 數個光譜頻格。
  55. 如請求項54之系統，其中該複數個光學元件及該複數個窄頻帶濾光器根據該樣品之一或多個光致螢光缺陷之一或多個預期光譜特性定義該複數個光譜頻格之各者。
  56. 如請求項55之系統，其中該複數個光學元件及該複數個窄頻帶濾光器將複數個全寬半高值匹配至一光致螢光光譜之一組對應強度峰值，其中各強度峰值係指示一類型之堆疊層錯之該存在。
  57. 如請求項49之系統，其中該濾光器子系統包含複數個光學元件及複數個窄頻帶濾光器，以將自該樣品接收之該輻射分離成複數個NUV光譜頻格、複數個UV頻格及複數個可見光譜頻格之至少一者。
  58. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，其包括：沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之該可見光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長光之輻射之一第二部分及包含該斜照明波長光之輻射之至少一第三部分； 量測輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之該一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  59. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，其包括：沿著相對於該樣品之表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；沿著實質上垂直於該樣品之該表面之一方向引導法線照明波長光之一射束，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長之輻射之一第二部分、包含該斜照明波長之輻射之一第三部分及包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多個波長之輻射之至少 一第四部分；量測輻射之該第一部分之至少一者之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性、輻射之該第三部分之一或多個特性及輻射之該第四部分之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之該一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  60. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，其包括：沿著實質上垂直於該樣品之表面之一方向引導法線照明波長光之一射束，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光相關聯之可見光譜或近紅外光譜中之一或多個波長之輻射之一第一部分、包含該法線照明波長之輻射之一第二部分及包含在與藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光致螢光之光相關聯之紫外光譜中之一或多 個波長之輻射之至少一第三部分；量測輻射之該第一部分之至少一者之一或多個特性、輻射之該第二部分之一或多個特性及輻射之該第三部分之一或多個特性；基於輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個散射缺陷；及藉由比較自該樣品之不存在光致螢光缺陷之一區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之該一或多個特性與自該樣品之一經量測區域獲取之輻射之該第一部分、輻射之該第二部分及輻射之該第三部分之至少一者之一或多個特性，基於輻射之該第一部分、輻射之該第二部分、輻射之該第三部分及輻射之該第四部分之至少一者之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷。
  61. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，其包括：沿著實質上垂直於該樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之複數個部分，各部分包含在藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之該光之一不同光譜範圍中之一或多個波長；量測光致螢光輻射之該複數個部分之各者之一或多個特性；基於光致螢光輻射之該複數個部分之各者之經量測之該一或 多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於與光致螢光輻射之該複數個部分之各者相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
  62. 一種用於一樣品之缺陷偵測及光致螢光量測之方法，其包括：沿著實質上垂直於該樣品之表面之一方向將法線照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上，其中該法線照明波長之光之該射束適於引起該樣品之一或多個光致螢光缺陷發射光致螢光之光；沿著相對於該樣品之該表面傾斜之一方向將斜照明波長光之一射束引導至該樣品之一部分上；收集來自該樣品之輻射，來自該樣品之該輻射包含藉由該樣品之一或多個缺陷彈性散射之輻射或藉由該樣品之該一或多個光致螢光缺陷發射之光致螢光輻射之至少一者；將來自該樣品之該輻射分離成光致螢光輻射之一可見部分及光致螢光輻射之一近紫外(NUV)部分；量測光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之一或多個特性；基於光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分之經量測之該一或多個特性而偵測一或多個光致螢光缺陷；及基於與光致螢光輻射之該可見部分及光致螢光輻射之該NUV部分相關聯之一或多個信號將該一或多個經偵測光致螢光缺陷分類。
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