TW201727215A - 具光學濾光之微光致發光影像 - Google Patents

具光學濾光之微光致發光影像 Download PDF

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吉爾奇 那杜瓦利
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勝米磊Ｓｄｉ有限責任公司
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Abstract

本發明係提供一種方法，包括以具有足以於一晶圓中誘發光致發光之一波長以及一強度之激發光照射晶圓。過濾對應於自上述晶圓之一部份照射之光致發光以響應上述照明步驟；導向上述過濾之光致發光至一偵測器上，並以1μm×1μm或者更小的一空間解析度於上述偵測器上成像上述晶圓之上述部份；以及根據上述偵測到之過濾光致發光辨識上述晶圓中一個或者多個結晶缺陷。

Description

具光學濾光之微光致發光影像
本發明係有關於辨識積體電路裝置(例如互補金氧半導體影像感測器)中之缺陷。
半導體材料係廣泛應用於電子以及光電子領域。結晶半導體材料容易產生結晶缺陷，這對使用該材料之裝置之性能可能是有害的。結晶缺陷可能會引起可用以辨識缺陷之相關的光致發光。
積體電路裝置中之互補金氧半導體(CMOS)影像感測器(CIS)為使用結晶半導體材料之光電子裝置之範例。CMOS影像感測器用以將光強度圖案轉換為電子數位信號。於一些實施例中，CMOS影像感測器為具有用於信號處理之附隨互補金氧半導體邏輯之二維光二極體陣列。具有處理互補金氧半導體邏輯之每個獨立光二極體係被稱為像素。於一些實施例中，CMOS影像感測器具有1,000,000或者更多之像素。
CMOS影像感測器通常於n/n++或者p/p++之晶圓上製造。於一範例中，於一些實施例中，薄的輕摻雜n型或者p型外延層(epitaxial layer)(例如各自具有1×1014至1×1015cm-3之摻雜濃度且厚度為3~5μm之層位)係生長於高摻雜n++或者 p++之基板上(例如具有1×1018至1×1020cm-3之摻雜濃度之基板)。CMOS影像感測器係形成於外延層上，該外延層通常被稱為裝置主動區。CMOS影像感測器之性能至少部份地受到該主動區之性質之影響。
高摻雜之基板(通常稱為處置(handle))於CMOS影像感測器製造期間係提供主動區機械支撐(mechanical support)。於一些實施例中，基板亦減少CMOS影像感測器中串擾(cross-talk)之發生。舉例來說，基板可減少響應於紅光到達CMOS影像感測器之相鄰像素使一像素下面產生少數載流子(carrier)所導致之串擾。
可根據各種不同之配置來配置CMOS影像感測器。舉例來說，可將CMOS影像感測器配置為前側照射(front side illuminated,FSI)CMOS影像感測器，或者配置為背側照射(back side illuminated,BSI)CMOS影像感測器。於此，”前”側係指有IC像素結構製造於其上之晶圓之一側。於一些實施例中，為了製作背側照射CMOS影像感測器，CMOS影像感測器晶圓首先於其前側進行CMOS影像感測器處理。接著，將CMOS影像感測器晶圓沿著其前側粘合至晶圓載體，並將其削薄其背側(例如減少幾μm)直到除去其所有之n++或者p++基板為止。接著鈍化(passivate)CMOS影像感測器晶圓之表面，以及覆蓋抗反射塗層，並於其背側上製造彩色濾光器(color filter)。於使用期間，光圖像係投影於CMOS影像感測器晶圓之背側上，而CMOS影像感測器則將光圖像轉換為電子數位信號。
來自投影於具有大於矽帶隙之光子能量之CMOS 影像感測器上之圖像的光線主要係於CMOS影像感測器之主動區中被吸收。此吸收係產生造成光電流之電子電洞對。這些光產生之少數載流子接著由位於該位置之p-n接面進行收集。光產生之少數載流子之數量與於CMOS影像感測器之主動區中所吸收之光子之數量成正比，且隨著光強度改變。因此，可根據所產生之光電流之大小推算入射於CMOS影像感測器之主動區上光的強度。實際上，通常期望CMOS影像感測器之每個像素可響應於均勻、低位準照明而產生相同或者基本上相似之光電流。否則具有較低或者較高光電流之像素(例如”缺陷”像素)可能會造成所產生之圖像中之亮點或者暗點(即高於無缺陷區域之圖像強度)。
於一些實施例中，局部結晶缺陷以及重金屬污染可增加或者減少來自給定像素之光電流，造成於低照度位準下具有亮點或者暗點之圖像。當存在於p-n接面之空間電荷區(space charge region)中時，這些缺陷用以作為少數載流子之產生中心。這將造成這些像素暗電流之增加，且若缺陷夠嚴重，將成為所產生之圖像中之白點或者亮點。當存在於p-n接面之空間電荷區外時，這些缺陷用以作為少數載流子之複合中心(recombination centers)。這將造成由接面所收集之光電流量減少，且若缺陷夠嚴重，將成為於低照度位準下所產生之圖像中之暗點。
局部結晶缺陷或者重金屬污染物可能會被引入CMOS影像感測器之製造過程期間之任何步驟中。因此，為了改善以及控制CMOS影像感測器之製造過程，重要的是如何快速地辨識引入這些缺陷之處理步驟。
本發明係描述用以辨識半導體材料中之缺陷(包括積體電路裝置中所發現之缺陷)之系統以及技術。更具體地，所述系統以及技術可用於辨識發出光致發光之半導體材料中之局部獨立結晶缺陷，特別是與帶間(band-to-band)光致發光位於不同能量之缺陷光致發光。這種結晶缺陷可於材料或者製造裝置(例如CMOS影像感測器之製造)之各個階段被引入半導體材料中。
一般而言，於第一方面，本發明之特徵在於一種方法，其包括：用具有足以於晶圓中誘發光致發光之波長以及強度之激發光照射晶圓；過濾自晶圓之一部份所發射之光致發光以響應上述照射；將經過濾之光致發光導向至偵測器上，以1μm×1μm或者更小的空間解析度(spatial resolution)將晶圓之部份成像於偵測器上；以及根據偵測到之過濾光致發光辨識晶圓中之一個或者多個結晶缺陷。
本發明之方法之實現可包括一個或者多個以下特徵和/或其它方面之特徵。舉例來說，偵測到之過濾光致發光可對應至來自晶圓中之結晶缺陷之光致發光。濾波可基本上可自過濾之光致發光移除晶圓中之帶間躍遷之光致發光。
偵測到之過濾光致發光可包括具有位於約0.7eV至約0.9eV之範圍內之能量的光。晶圓可為矽晶圓。濾波基本上可阻擋偵測到之具有大於約1.0eV之能量的光。
於一些實施例中，濾波更可包括過濾從晶圓之該部份反射之激發光。
一些實施例更可包括偵測自晶圓之部份反射之激發光。本發明之方法亦可包括比較偵測到之光致發光與偵測到之激發光，以及根據比較結果辨識晶圓中之一個或者多個缺陷。
晶圓可用於互補金氧半導體(CMOS)影像感測器(CMOS影像感測器)。晶圓之該部份可對應至CMOS影像感測器之一個或者多個像素。辨識晶圓中之一個或者多個缺陷之步驟可包括辨識CMOS影像感測器之一個或者多個缺陷像素。於一些實施例中，辨識晶圓中之一個或者多個缺陷之步驟包括辨識具有1μm或者更小之尺寸之一個或者多個缺陷。亦可辨識更大之缺陷。
晶圓可用於電源管理IC(power management integrated circuit,PMIC)裝置。晶圓可用於光電子裝置。晶圓可用於光伏元件(photovoltaic device)。
本發明之方法可於晶圓處理之任何階段(包括於完成晶圓處理後)辨識缺陷。
本發明之方法更可包括：根據自晶圓之該部份發射之光致發光形成晶圓之該部份之光致發光強度圖；以及根據自晶圓之該部份反射之激發光形成晶圓之該部份之反射強度圖。比較來自晶圓之部份之偵測到之光致發光與來自晶圓之區域之偵測到之反射激發光之步驟可包括：判斷光致發光強度圖是否包括位於晶圓之第一位置之第一強度變化；於判斷光致發光強度圖包括位於晶圓之第一位置之第一強度變化時，判斷反射強度圖是否包括位於晶圓之第一位置之第二強度變化；以及於判斷反射強度圖不包括位於晶圓之第一位置之第二強度變 化時，判斷晶圓之第一位置是否存在缺陷。比較來自晶圓之部份之偵測到之光致發光與來自晶圓之區域之偵測到之反射激發光之步驟更可包括：於判斷反射強度圖包括位於晶圓之第一位置之第二強度變化時，判斷晶圓之第一位置並不存在缺陷。
於一些實施例中，本發明之方法更包括調整激發光之特性。調整激發光之特性之步驟可以包括調整激發光之波長。可透過調整激發光之波長以增加自晶圓之第二部份發射之光致發光。晶圓之第二部份可與第一部份位於晶圓中之不同深度。
激發光可具有自200nm至1,100nm之範圍內之波長。
晶圓可為矽晶圓或者複合半導體晶圓。
本發明之方法更可包括於晶圓上執行處理步驟。處理步驟可選自離子植入步驟、退火步驟、層沉積步驟、氧化步驟以及拋光步驟。處理步驟可於辨識結晶缺陷後執行。本發明之方法可包括以激發光照射處理過之晶圓，並根據來自處理過之晶圓之光致發光辨識處理過之晶圓中之一個或者多個額外缺陷。本發明之方法可包括比較晶圓中所辨識之結晶缺陷與額外缺陷。
結晶缺陷對應至晶圓之一部份之圖像中之亮部。
一般而言，於另一方面，包含本發明之特徵之系統包括：一照明模組，以具有足以於晶圓中誘發光致發光之波長以及強度之激發光照射晶圓；一偵測模組，用以偵測自晶圓之一部份發射之光致發光以響應上述照射；一成像透鏡(imaging optic)，用以以1μm×1μm或者更小的空間解析度將晶圓之部份成像至偵測模組上；一光學濾光器，用以於偵測模組執行偵測之前過濾自晶圓之部份發射之光致發光；以及處 理模組，用以根據偵測到之過濾光致發光來辨識晶圓中之一個或者多個結晶缺陷。
系統之實施例可包括一個或者多個下列特徵和/或其它方面之特徵。舉例來說，濾光器可將對應於光致發光的光自晶圓中之結晶缺陷發射至偵測模組。光學濾光器可基本上阻擋來自偵測模組之晶圓中之帶間躍遷之光致發光。
濾光器可將具有介於約0.7eV至約1.0eV範圍內之能量的光發射至偵測模組。光學濾光器可基本上阻擋來自偵測模組之具有大於約1.0eV之能量的光。
於一些實施例中，濾光片自偵測模組阻擋自晶圓反射至偵測模組之至少一些激發光。
激發光可具有介於200nm至1,100nm之範圍內之波長。
照明元件(assembly)可被佈置為沿著不垂直於晶圓之照射表面之光軸將激發光照射至晶圓。照明鏡片可具有名義上垂直於晶圓之照射表面之光軸。
於其它優點中，本發明之實施例可用以於製造過程中(例如COS影像感測器之製造過程之期間或者中間過程之間)和/或於完成製造過程後辨識COS影像感測器中之局部缺陷(例如，為製造過程後檢測之一部分)。於一些情況下，本發明之實施例可用以辨識與CMOS影像感測器裝置之單個像素相關之缺陷，使得一個或者多個單獨的缺陷像素可於CMOS影像感測器裝置中被辨識。於一些情況下，本發明之實施例可用以減少因CMOS影像感測器裝置上之微粒物質(particulate matter)之存在而於缺陷偵測過程期間可能另外導致之正值(positive)之數量。於某些實施例中，自CMOS影像感測器裝置中之結晶缺陷所產生之光致發光可與光致發光之其它來源分開。舉例來說，光學濾波可用以區分位於不同能量之光致發光。當來自不同來源之光致發光(例如來自結晶缺陷相對於來自能帶間之光致發光)，光學過濾可用以從結晶缺陷中隔離光致發光，並藉此定位裝置中單個結晶缺陷。
一般而言，可使用明場(bright field)或者暗場(dark field)成像。
以下將配合附圖以及描述說明一個或者多個實施例之細節。根據說明書、圖式以及申請專利範圍之內容，其它特徵以及優點將是顯而易見的。
100‧‧‧系統
110‧‧‧平台組件
132a-b‧‧‧光源
134a-b‧‧‧校正透鏡
136a、136b‧‧‧濾光器
136a-b‧‧‧濾光器
138、152、156‧‧‧二向色分光器
140‧‧‧聚焦透鏡
150‧‧‧光學組件
154‧‧‧接物透鏡
158‧‧‧濾光器
160a、160b‧‧‧場透鏡
170‧‧‧成像組件
172a、172b‧‧‧偵測器
174‧‧‧處理模組
190‧‧‧CMOS影像感測器樣本
200‧‧‧光致發光圖譜
210‧‧‧光致發光強度
300‧‧‧系統
310‧‧‧照明光軸
320‧‧‧成像光軸
330‧‧‧照明組件
340、342‧‧‧聚焦透鏡
第1圖係顯示偵測CMOS影像感測器樣品中之缺陷之示範系統。
第2圖係顯示於矽基板中之缺陷之光致發光強度特徵上產生改變之光致發光強度圖。
第3圖係顯是偵測樣品中之缺陷之另一示範系統。
於各個圖式中相同之標號表示相同之元件。
裝置(例如CMOS影像感測器裝置)中由半導體材料所形成之缺陷可透過於裝置之主動區中誘發光致發光以及檢查光致發光之局部強度變化進行辨識。
舉例來說，可使用光子能量(photo energy)大於矽之能隙(例如大於1.1eV)的光於矽晶圓中誘發光致發光。當該光於矽中被吸收時，係於矽中產生電子-電洞對。一些光生(photo-generated)載流子中將透過輻射複合(radiative recombination)進行重組並釋放光子，這種現象被稱為光致發光。
由於光致發光之強度係根據晶圓之組成而改變，晶圓之組成中之局部變化(例如因材料缺陷或者污染所導致)將導致誘發之光致發光中之局部變化。因此，舉例來說，可至少部份地透過以足以誘發光致發光之激發光照射CMOS影像感測器以及檢查光致發光之強度之局部變化以辨識CMOS影像感測器中之缺陷。儘管以下描述係涉及CMOS影像感測器之缺陷評估，但可以理解的是，本發明之技術可更廣泛地應用至其它使用顯現出缺陷光致發光之結晶半導體材料之裝置。
第1圖中係顯示用以辨識CMOS影像感測器中之缺陷之示例系統100。系統100包括平台組件(stage assembly)110、照明組件130、光學組件150以及成像組件170。於系統100之示例性應用中，CMOS影像感測器樣本190係放置於平台組件110上，且被定位以進行檢查。照明組件130產生適用於誘發CMOS影像感測器樣品190中之光致發光之激發光。光學組件150將由照明組件130所產生之激發光導向至CMOS影像感測器樣品190上，從而誘發CMOS影像感測器樣品190中之光致發光和/或使激發光被CMOS影像感測器樣本190反射。光學組件將由CMOS影像感測器樣本190所產生之光致發光和/或由CMOS影像感測器樣本190所反射之光導向成像組 件170。成像組件170偵測光致發光以及反射之激發光，並根據190偵測到的光辨識CMOS影像感測器樣本中之缺陷。
於透過系統100之檢查期間，平台組件110係支援CMOS影像感測器樣本190。於一些情況下，平台組件110可沿著一個或者多個軸移動，使得CMOS影像感測器樣本190可相對於照明組件130、光學組件150和/或成像組件170移動。舉例來說，於一些情況下，CMOS影像感測器可以沿笛卡爾坐標系之x、y和z軸移動，以將CMOS影像感測器樣本190沿著相對於系統100之其他元件之任何三維移動。
照明組件130係於入射至CMOS影像感測器樣本190上時，產生誘發CMOS影像感測器樣本190中之光致發光之激發光。照明組件130包括光源132a-b、校正透鏡(collimating lenses)134a-b、濾光器136a-b、二向色分光器(dichroic beam splitter)138以及聚焦透鏡140。
光源132a-b係產生具有適用於於CMOS影像感測器樣本190中誘發光致發光之特定性質的光。於一些情況下，光源102a-b係為產生具有特定波長以及強度的光之雷射光源。於一些情況下，每個光源132a-b各自產生具有不同波長的光，使得照明組件130可提供不同類型的光。舉例來說，光源132a可產生具有第一波長(例如532nm)的光，以及光源132b可產生具有第二波長(例如880nm)的光。
於另一實施例中，光源132a-b中之任一個或者兩者可產生具有波長小於532nm(例如300nm、350nm、400nm、450nm、500nm或者其它介於中間之任何波長)的光。於另一 實施例中，光源132a-b中之任一個或者兩者可產生具有波長介於200nm以及1100nm之間(例如200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm或者其它介於中間之任何波長)的光。儘管以上描述了示例波長，但僅做為說明之目的。於實施時，光源132a-b可各自根據不同之實施方式產生具有任何其它波長的光。
光源132a-b可彼此獨立地操作，使得每個具有不同波長的光可單獨地或者同時地產生。光源132a-b包括能夠產生特定波長的光之任何元件。舉例來說，於一些情況下，光源132a-b可包括一個或者多個雷射光或者發光二極體(LED)。
由光源132a-b所產生的光亦可根據實施方式於強度上產生變化。於一實施例中，於一些情況下，光源132a-b可各自產生具有介於0.02W以及20W之間之功率的光。於一些情況下，由光源132a-b所產生的光之強度也可於系統100之使用期間進行調整。舉例來說，於一些情況下，由光源132a-b所產生的光可於系統100之操作期間於0.02W以及20W之間進行調節。於另一實施例中，於一些情況下，由光源132a-b所產生的光可於系統100之操作期間進行調節使其產生功率小於0.02W(例如0.015W、0.010W或者0.005W)的光。儘管以上描述了示例強度，但僅做為說明之目的。於實施時，光源132a-b可各自根據不同之實施方式產生具有其它強度的光。
由光源132a-b所產生之激發光係分別被導向校正透鏡134a-b。校正透鏡134a-b使通過之光束變窄，使得從校正透鏡134a-b射出的光分別對準沿校正透鏡134a-b的光軸。
來自校正透鏡134a-b之校正激發光係分別被導向至濾光器136a-b中。濾光器136a-b對經過的光進行濾波，使得僅具有特定波長(或者對應能量)或者波長範圍的光可分別基本上透射通過濾光器136a-b。濾光器136a-b可用以“除去(clean)”由光源132a-b所產生的光。舉例來說，若光源132a產生具有第一波長(例如532nm)的光，則濾光器136a可為透射具有包括第一波長(例如522nm至542nm)的光之帶通濾光器，而具有位於該範圍外之波長的光基本上不會被透射。於另一實施例中，若光源132b產生具有第一波長(例如880nm)的光，則濾光器136b可為透射具有包括第二波長(例如870nm至890nm)的光之帶通濾光器，而具有位於該範圍外之波長的光基本上不會被透射。於一些情況下，例如於光源132a-b包括一個或者多個雷射光之實施方式中，濾光器136a-b亦可包括散斑減弱(speckle-reducing)元件(例如移動漫射器(diffuser)元件)，以減少雷射光束中干涉效應(interference effect)之影響。
來自濾光器136a-b之經過濾之激發光係導向至二向色分光器138。二向色分光器138根據入射到其上的光之波長反射光和/或透射光。舉例來說，若光源132a產生具有第一波長(例如532nm)的光，以及光源132b產生具有第二波長(例如880nm)的光，則二向色分光器138可透射具有第一波長的光以及反射具有第二波長的光。其結果為儘管由每個光源132a-b所產生的光起初導向至不同之方向，但二向色分光器138係將光重新導向基本上相似之方向。
來自二向色分光器138之激發光係導向至聚焦透 鏡140。聚焦透鏡140係將光朝向光學組件150聚焦。
光學組件150將由照明組件130所產生之激發光導向CMOS影像感測器樣品190，並將由CMOS影像感測器樣品190所產生之光致發光和/或由CMOS影像感測器樣品190所反射的光導向成像組件170。光學組件150包括二向色分光器152以及156、接物透鏡(objective lens)154、濾光器158以及場透鏡(field lenses)160a-b。
來自聚焦透鏡140之激發光係導向至二向色分光器152。二向色分光器152根據入射到其上的光之波長反射光和/或透射光。舉例來說，若光源130a產生具有第一波長(例如532nm)之激發光，光源130b產生具有第二波長(例如880nm)之激發光，以及CMOS影像感測器樣本190中所誘發之光致發光具有第三波長(例如1100nm)，二向色分光器152可部份地反射且部份透射具有這些波長的每一種光。因此，二向色分光器152係將自照明組件130所接收之至少一些激發光重新導向至接物透鏡154，CMOS影像感測器樣本190中所誘發之至少一些光致發光係透過二向色分光器152透射至成像組件170，以及透過CMOS影像感測器樣本190所反射之至少一些激發光亦朝向成像組件170透射。
來自二向色分光器152之激發光係導向至接物透鏡組件154。接物透鏡組件154將激發光導向至CMOS影像感測器樣品190上。於一些實施例中，接物透鏡組件154可將激發光導向至CMOS影像感測器樣品190特定區域(例如正被檢查之CMOS影像感測器樣本190之區域)，使得入射於CMOS 影像感測器樣本190之該區域上之激發光之強度為均勻的或者基本上均勻的。此區域可為，例如CMOS影像感測器樣本190之整體或者CMOS影像感測器樣本190之一部份。
入射於CMOS影像感測器樣品190上之激發光可於CMOS影像感測器樣品190中誘發光致發光。於一些實施例中，CMOS影像感測器樣品190中之光致發光可具有介於950nm以及1800nm之間(例如介於1100nm以及1550nm之間)之波長。
接物透鏡組件154可聚焦於CMOS影像感測器樣本190之特定區域上，以自這些區域取得光致發光。於一些實施例中，接物透鏡組件154可聚焦於包括CMOS影像感測器樣本190之一個或者多個像素之CMOS影像感測器樣本190之一區域上，以及接物透鏡組件154可包括具有廣角以及淺景深之透鏡元件，使得其可分析來自該區域內之每個像素之光致發光。於一些實施例中，接物透鏡組件具有介於0.5mm以及550mm之間之焦距以及景深介於1μm以及400μm之間之透鏡元件。於一些實施例中，接物透鏡組件154可以足夠之分析度分析光以區分來自每個像素之光致發光。舉例來說，若CMOS影像感測器樣本190包括具有沿著表面大小為1μm×1μm之像素，則接物透鏡組件154可以1μm×1μm或者更精細之空間解析度分析光致發光。
入射於CMOS影像感測器樣品190上之激發光亦可造成來自CMOS影像感測器樣品190之激發光之反射。接物透鏡組件154亦可聚焦於CMOS影像感測器樣品190之特定區域上，以取得從上述區域反射之激發光。透過前述之方式，於一些實施例中，接物透鏡組件154可聚焦於包括CMOS影像感 測器樣本190之一個或者多個像素之CMOS影像感測器樣本190之區域上，以及接物透鏡組件154可包括具有廣角以及淺景深之透鏡元件，使其可分析自該區域中每個像素所反射之激發光。透過與前述類似之方式，於一些實施例中，接物透鏡組件154可以分析具有足夠解析度的光以區分自每個像素所反射之激發光。舉例來說，若CMOS影像感測器樣本190具有沿著表面大小為1μm×1μm之像素，則接物透鏡組件154可以1μm×1μm或者更精細之空間解析度分析反射光。
於一些實施例中，可將接物透鏡組件154重新聚焦以分析來自CMOS影像感測器樣品190中不同區域的光。舉例來說，於一些實施例中，可改變接物透鏡組件154之焦深以檢查來自從CMOS影像感測器樣品190之表面之光致發光之深度變化(例如自CMOS影像感測器樣品190之後表面至CMOS影像感測器樣品190之前表面)。
於一些實施例中，亦可改變接物透鏡組件154之倍率以用更大或者更小之細節檢查CMOS影像感測器樣本190之特定區域。於一些實施例中，可透過移動接物透鏡組件154之透鏡元件以及相對之另一者(例如“變焦”透鏡)或者透過以其它方式修改通過透鏡組件154的光之光學路徑來改變接物透鏡組件154之倍率。
光致發光以及反射之激發光係透過接物透鏡組件154導向二向色分光器152。如前所述，二向色分光器152根據入射至其上的光之波長以反射光和/或透射光。舉例來說，若光源130a產生具有第一波長(例如532nm)之激發光、光 源130b產生具有第二波長(例如880nm)之激發光、以及CMOS影像感測器樣本190中所誘發之光致發光具有第三波長(例如1100nm)，二向色分光器152可部份地反射且部份地透射上述波長中之每一道光。因此，至少一些光致發光以及反射之激發光中可透過二向色分光器152朝成像組件170透射。
至少一部份之光致發光和反射的激發光係透過二向色分光器152導向至二向色分光器156。二向色分光器156更根據入射到其上的光之波長以反射光和/或透射光。舉例來說，若光源130a產生具有第一波長(例如532nm)之激發光、光源130b產生具有第二波長(例如880nm)之激發光、以及CMOS影像感測器樣本190中所誘發之光致發光具有第三波長(例如1100nm)，二向色分光器156可反射具有第一以及第二波長之激發光，並透射具有第三波長之光致發光。其結果為光致發光以及反射之激發光係沿著不同之光學路徑重新定向。
由二向色分光器152所透射之光致發光係導向通過濾光器158。濾光器158過濾經過的光，使得僅具有特定波長的光或者特定波長範圍的光可基本上透射通過濾光器158。於一些實施例中，濾光器158可以用於”除去”二向色分光器152之輸出。舉例來說，若來自CMOS影像感測器樣品190之光致發光預期具有特定波長(例如1100nm)，則濾光器158可為透射具有包括光致發光波長(例如1000nm至1200nm)之波長範圍的光之帶通濾光器，而具有位於上述範圍外之波長的光基本上無法透射。作為另一示例，於一些實施例中，濾光器158可為衰減具有相對較短之波長的光，同時透射具有相對較 長之波長的光之高通濾光器。舉例來說，過濾出在許多實施例中具有比來自CMOS影像感測器樣品190之光致發光更短之波長之反射激發光是有幫助的。接著將光致發光以及反射之激發光分別導向場透鏡160a-b。場透鏡160a-b將光致發光以及反射之激發光分別聚焦至光學組件170之偵測器172a-b。
成像組件170偵測光致發光以及反射之激發光，並根據偵測到的光辨識CMOS影像感測器樣本190中之缺陷。成像組件170包括偵測器172a-b以及處理模組174。
偵測器172a-b分別測量來自二向色分光器152之光致發光以及反射之激發光。於一些實施例中，偵測器172a-b以足夠高之空間解析度測量光之強度以分析CMOS影像感測器樣本190之單個像素之光致發光以及反射之激發光。舉例來說，若CMOS影像感測器樣本190包括沿著表面大小為1μm×1μm之像素，則偵測器172a-b可分別以1μm×1μm或者更精細之空間解析度分析光致發光。於一些實施例中，偵測器172a-b可包括用以測量入射至其上之光強度之單個偵測元件或者一些類似之偵測元件。舉例來說，於一些實施例中，偵測器172a-b可包括一行偵測元件(例如”線”偵測器(”line”detector))或者二維陣列之偵測元件。於一些實施例中，偵測器172a-b可以包括一個或者多個InGasAs-線相機或者陣列，或者Si-線相機或者陣列。
於一些實施例中，偵測器172a-b透過積分於一段時間內所接收的光之強度以分別測量光致發光以及反射之激發光。積分時間可至少部份地根據投射至CMOS影像感測器樣品 190的光強度。舉例來說，於一些實施例中，將入射於CMOS影像感測器樣品190上的光之強度減小兩倍可使得積分時間增加為兩倍。來自偵測器之測量雜訊(noise)係隨著積分時間增加，於一些實施例中，可透過調整投射至CMOS影像感測器樣本190之光強度以將偵測器172a-b所得測量雜訊限制至適當之位準。於一些實施例中，可冷卻偵測器172a-b以進一步地減少測量雜訊。舉例來說，於一些實施例中，可將偵測器172a-b中之任一個或者兩者冷卻(例如透過珀爾帖致冷器(Peltier Cooler))至特定溫度(例如100K)以減少所得測量中之雜訊量。
來自偵測器172a-b之測量結果係傳送至處理模組174以進行解釋。於一些實施例中，處理模組174可產生表示CMOS影像感測器樣本190之特定部份之光致發光以及反射之激發光之強度之一個或者多個增量維度圖(multiply dimensional map)。舉例來說，於一些實施例中，偵測器172a-b可包括偵測元件之二維陣列，每個偵測元件可測量入射至該偵測元件上之光強度。透過利用這些資訊，處理模組174可產生表示CMOS影像感測器樣本190上之特定位置之光致發光以及反射之激發光之強度之空間圖。
處理模組174亦可根據來自偵測器172a-b之測量結果辨識CMOS影像感測器樣本190中之缺陷。舉例來說，處理模組174可根據光致發光之局部變化辨識CMOS影像感測器樣本190之區域(例如光斑(spot)、斑點(blotch)、線、曲線或者具有比周圍區域更強或者更弱之光致發光之其它區域)。處理模組174可將CMOS影像感測器樣本190之上述區 域辨識為具有缺陷的。於一些實施例中，處理模組174可將CMOS影像感測器樣本190之一個或者多個特定像素辨識為有缺陷的(例如與光致發光之局部變化相關之像素)。
於一些實施例中，光致發光之局部變化可能不是CMOS影像感測器樣品中之缺陷，而可能為CMOS影像感測器樣品表面上之顆粒物質。由於顆粒物質可阻擋或者以其它方式衰減光，這些顆粒之存在可局部地影響入射至CMOS影像感測器樣品上之激發光之強度，並且可造成光致發光之局部變化。為了區分CMOS影像感測器樣品中光致發光之局部變化之缺陷與顆粒物質，處理模組174可判斷被辨識為具有光致發光之局部變化之CMOS影像感測器樣品190之區域是否於反射之激發光中也具有對應之局部變化。
於一實施例中，若區域具有光致發光之局部變化以及反射光中對應之局部變化，則處理模組174判斷光致發光之變化為CMOS影像感測器樣品表面上之顆粒物質所造成，而非CMOS影像感測器樣品中之缺陷或者污染。因此，處理模組174可判斷該區域中並不存在缺陷。
於另一實施例中，若區域具有光致發光之局部變化，但於反射光中並不具有對應之局部變化，則處理模組174判斷光致發光之變化非為CMOS影像感測器樣本表面上之顆粒物質所造成。因此，處理模組174可判斷於該區域中存在缺陷。
於一些實施例中，處理模組174可透過使用數位電子電路、或者電腦軟體、韌體、或者硬體、或者前述之一個或者多個之組合實現。舉例來說，於一些實施例中，處理模組 174可至少部份地實現為一個或者多個計算機程序(例如編碼於計算機儲存介質上透過資料處理設備執行或者控制其操作之計算機程序指令之一個或者多個模組)。計算機儲存介質可為或者可包括於計算機可讀取儲存裝置、計算機可讀取儲存基板、隨機或者串行存取記憶體陣列或者裝置或者前述之一個或者多個之組合中。術語”處理設備”包括用於處理資料之所有種類之設備、裝置以及機器，包括例如可編程處理器、計算機、系統單晶片、或者前述之多個或者其組合。該設備可包括專用邏輯電路，例如FPGA(現場可程式化閘陣列)或者ASIC(特殊應用積體電路)。除了硬體外，設備更可包括建立用於所討論之計算機程序之執行環境之編碼，例如構成處理器韌體之編碼、協定堆疊(protocol stack)、資料庫管理系統、作業系統、跨平台運行環境、虛擬機器或者前述之一個或者多個之組合。設備以及執行環境可實現各種不同之計算模型基礎架構，例如web服務、分散式運算以及網格式計算基礎架構。
儘管已顯示以及描述示例系統100，但僅用以作為說明之目的。於實施時，系統100可根據實施方式具有其它之配置。
系統100的實現可用以於CMOS影像感測器裝置之製造過程期間(例如於製造過程期間之任何步驟之前、期間或者之後)和/或於製造完成之後(例如於晶圓上形成積體電路之後)辨識CMOS影像感測器裝置中之局部缺陷。舉例來說，於一些實施例中，系統100之實現可用以監視一個或者多個CMOS影像感測器設備之製造過程中之一個或者多個中間 步驟，和/或檢查一個或者多個完成之CMOS影像感測器裝置。
於一些實施例中，當偵測到CMOS影像感測器裝置中之缺陷時，關於缺陷之位置以及性質之資訊可以用以修改製造過程，以減少未來引入CMOS影像感測器裝置中之嚴重缺陷。舉例來說，關於缺陷偵測之資訊可用以辨識部份或者全部造成缺陷之特定製造設備或者過程。接著，該資訊可用以修復和/或更換該設備，或者修改過程以改善製造過程。於一些實施例中，關於缺陷之位置以及性質之資訊信息亦可用以辨識有缺陷之晶圓或者晶圓之部份，使這些晶圓或者晶圓之部份可被丟棄或者不使用於將來之過程中。
系統100的實現可用以以辨識具有CMOS影像感測器裝置之至少單個像素之空間解析度之CMOS影像感測器裝置中之局部缺陷。舉例來說，於一些實施例中，以32nm技術所構建之CMOS影像感測器裝置具有大約0.9×0.9μm之像素；系統100的實現可用以以0.9×0.9μm或者更精細之空間解析度辨識該CMOS影像感測器裝置中之局部缺陷。
一般而言，系統100可根據應用產生各種不同類型之激發光。舉例來說，於一些實施例中，系統100可改變由照明模組130所產生之激發光之波長，以探測CMOS影像感測器樣本190之表面下之不同深度。作為一示例，於一些實施例中，照明模組130可產生綠光(例如具有大約532或者540nm之波長)，以產生靠近CMOS影像感測器樣品190之表面(例如1/(吸收係數)=1.5μm)之少數載流子以及光致發光。於另一方面，於一些實施例中，照明模組130可產生近紅外線照明(例如具有大約 880nm之波長)，以產生離矽表面更遠之少數載流子以及光致發光。如上所述，照明模組130可包括多個光源，且每個光源可被選擇性地激活以產生具有不同波長的光。舉例來說，於第1圖所示之示例系統100中，照明模組130可包括兩個光源132a-b，每一者係用以產生具有不同波長的光。因此，光源132a-b可選擇性地打開或者關閉以探測CMOS影像感測器樣本190之表面下方之不同深度。儘管圖中係顯示兩個光源132a-b，但實際上，系統100可根據實施方式包括任何數量之光源。
於一些實施例中，系統100可改變由照明模組130所產生之激發光之強度。於一些實施例中，由照明模組130所產生之激發光可具有夠高以誘發CMOS影像感測器樣本190中之光致發光之強度，且亦夠低使CMOS影像感測器樣品190之被照射之部份中基本上不會發生歐傑複合(Auger recombination)。
一般而言，對於低射入位準(injection level)(例如當少數載流子濃度小於多數載流子濃度時)，帶間光致發光之強度係與特定位置之少數載流子濃度以及多數載流子濃度之乘積成比例。舉例來說，可表示為：PL=A * C minority carrier * C majority carrier ，其中PL為特定位置所誘發之光致發光之強度(表示為光子數)，C minority carrier 為上述位置之少數載流子濃度，C majority carrier 為上述位置之多數載流子濃度，以及A為常數。
少數載流子濃度C minority carrier (稱為射入位準)與少數載流子之有效壽命以及生成速率(即當少數載體存在時， 矽中所吸附之光子數量標準化至(normalized to)矽之體積)成比例。舉例來說，可表示為：C minority carrier =R generation * t life,effective ，其中R generation 為上述位置之生成速率，t life,effective 為上述位置之少數載流子之有效壽命。
於特定位置PL所誘發之光致發光之強度係與上述位置於矽中所吸收之光致發光-誘發光之強度(表示為光子數)、上述位置之少數載流子之有效壽命以及上述位置之矽中之摻雜濃度成正比。舉例來說，可表示為：PL=A * I absorbed * t life,effective * C majority carrier ，其中I absorbed 為上述位置之矽中所吸收之光致發光-誘發光之強度(表示為光子數量)。
有效壽命t life,effective 具有來自各種重組通道之貢獻(contribution)，特別為大量複合(bulk recombination)、位於介面之重組以及歐傑複合。舉例來說，可表示為：1/t life,effective =1/t recombination,bulk +1/t recombination,interfaces +1/t recombination,Auger ，其中t recombination,bulk 為大量複合之壽命，t recombination,interfaces 為介面之複合壽命，t recombination,Auger 為歐傑複合之壽命。
像素之介面之缺陷(例如位於深溝槽絕緣(DTI)之前表面、背表面或者壁處)減少給定像素中之有效壽命t life,effective ，且將造成來自該像素之光致發光強度減少。舉例 來說，可表示為：1/t life,interfaces =1/t recombination,front +1/t recombination,back +1/t recombination,DTI ，其中t recombination,front 為正面複合之壽命，t recombination,back 為背面複合之壽命，t recombination,DTI 為深溝槽絕緣(DTI)壁處之壽命。
介面複合之壽命t life,interfaces 與位於該介面之表面(即介面)複合速度以及介於上述介面之間之距離成反比。舉例來說，可表示為： 其中d interfaces 為介於介面之間之距離，vrecombination,interface為位於介面之重組速度。
於一些實施例中，對於深溝槽絕緣介面而言，介於介面之間之距離d interfaces 可為大約1μm(即對於具有1μm之大小之像素)。良好之鈍化介面之介面複合速率為位於1~10cm/sec之範圍內。假設介面重組速率為10cm/sec，可預期深溝槽絕緣介面複合壽命t recombinatiob,DTI 約為5×10-6秒。若沒有大量缺陷且表面被良好鈍化，這將控制像素中之有效壽命t life,effective 。
有效壽命t life,effective 係取決於射入位準(例如入射於CMOS影像感測器之主動區上的光之強度)。因此，可至少部份地透過調整射入位準(例如透過調整照射CMOS影像感測器樣本之激發光之強度)控制有效壽命t life,effective 。可根據一 個或者多個標準調整射入位準。
舉例來說，於一些實施例中，可調整射入位準以減少歐傑複合對CMOS影像感測器之主動區中之有效壽命之貢獻。於高射入位準下，有效壽命可透過歐傑複合控制。舉例來說，於一些實施例中，對於1×1017cm-3之射入位準而言，歐傑複合將p型矽中之有效壽命限制為1×10-4秒。於另一示例中，於一些實施例中，對於1×1018cm-3之射入位準而言，歐傑複合將p型矽中之有效壽命限制為1×10-6秒。由於歐傑複合對缺陷並不敏感，因此可透過調整射入位準使CMOS影像感測器之主動區中之歐傑複合不控制複合程序。
此外，歐傑複合更控制高摻雜基板中之有效壽命。舉例來說，對於p++和n++之基板而言，歐傑複合可限制所有射入位準之有效壽命。舉例來說，於一些實施例中，於具有1×1020cm-3之載流子濃度之p++基板中，有效壽命係限制為1×10-9秒。歐傑複合壽命係隨著摻雜濃度劇烈地改變。舉例來說，摻雜濃度(例如自1×1020至1×1019之摻雜濃度)減少10倍將使有效壽命增加一百倍(例如增加至1×10-7秒)。
CMOS影像感測器主動區中之有效壽命係根據於低射入位準狀態之射入位準(例如當不考慮歐傑複合之貢獻時)。因此，監測作為照明位準(即射入位準)之函數之光致發光強度為重要的，因為對各種缺陷而言，對應於射入位準之壽命可能為不同的。舉例來說，對p型矽而言，如間隙Fe之缺陷將隨著射入位準增加而造成有效壽命之增加。然而，如Fe-B對之缺陷將隨著射入位準的增加而造成有效壽命之減 少。對於增加位於介面之複合之缺陷而言(例如SiO2介面或者深溝槽絕緣之側壁)，改變射入位準對介面複合壽命之影響將取決於位於該介面之空間電荷區之狀態。對於位於低射入位準之反相中之介面而言，介面複合壽命並不會隨著射入位準之增加而改變。當射入位準變高(例如大於多數載流子濃度)時，則壽命係隨著射入位準之增加而減小。對於於低射入位準之消耗中之介面而言，介面複合壽命隨著射入位準之增加而增加。但是，對於高射入位準而言，介面複合壽命並不會隨射入位準之增加而改變。因此，對於已給定之缺陷像素而言，光致發光強度對射入位準之依賴性可提供該缺陷之性質之重要線索。
如前所述，於一些實施例中，CMOS影像感測器主動區中包含光致發光並適當地使用低射入位準為重要的。除此之外，最小化或者以其它方式適當地減少高摻雜基板中所吸收的光量為重要的。光致發光強度與多數載流子濃度成比例。因此，對於基板中以及外延層(例如CMOS影像感測器主動區)所吸收之相同量之光子而言，來自基板之光致發光可能比來自CMOS影像感測器主動區之光致發光更強。舉例來說，於示例CMOS影像感測器裝置中，CMOS影像感測器主動區於開始處理時係具有1×1016cm-3之平均摻雜濃度，並具有5×10-6秒之有效壽命。該實施例中之基板係具有1×1019cm-3之平均摻雜濃度，並具有1×10-7之有效壽命(由歐傑複合控制)，於一些實施例中，其可造成約20μm之擴散長度(例如少數載流子將會擴散之距離)。於CMOS影像感測器主動區以及高摻雜基板中給予相似量之吸收光子，來自基板之光致發光將比CMOS影像 感測器主動區之光致發光強五倍。為了將來自基板之背景光致發光減少至小於來自CMOS影像感測器主動區之光致發光之5%，可將基板中所吸收之光子量限制為小於CMOS影像感測器主動區中所吸收之光子之1%。因此，可適當地選擇光致發光產生光(例如吸收係數)之波長。
如前所述，於一些實施例中，利用歐傑複合並不控制CMOS影像感測器樣品之主動區中之壽命之射入位準誘發光致發光亦為重要的(例如當CMOS影像感測器中之歐傑複合之貢獻可忽略不計時)。如前所述，對於1×1017cm-3之射入位準而言，歐傑之壽命為1×10-4秒。但是，對於1x1018cm-3之射入位準而言，歐傑之壽命為1x10-6。作為一示例，於一些實施例中，對於具有位於5×10-6之範圍內之有效(即體相(bulk)以及介面複合)壽命之CMOS影像感測器主動區而言，可避免1×1018cm-3之射入位準，因為於此射入位準中將失去對於體相以及介面複合之靈敏度，且對測量之有效壽命之貢獻將小於20%。
於一些實施例中，利用可防止少數載流子自CMOS影像感測器之主動區向外擴散至高摻雜基板之射入位準以誘發光致發光亦為重要的。關於射入位準(例如於CMOS影像感測器之主動區中所產生的少數載流子濃度)之重要關注係與於CMOS影像感測器之主動區中所產生之少數載流子向外擴散至高摻雜基板有關。由於介於CMOS影像感測器之主動區中之高摻雜p++基板以及輕摻雜p型材料之間之摻雜濃度差，低射入位準之存在於p/p++介面之電場將阻止少數載流子自CMOS影像感測器之主動區擴散進入基板。然而，CMOS影像感測器 之主動區以及基板中之少數載流子濃度之差將產生推動力將少數載流子自CMOS影像感測器之主動區擴散至基板中之擴散場(diffusion field)。隨著射入位準增加，該擴散之推動力亦將增加。只要擴散力小於電推斥(electronic repulsion)，少數載流子將包含於外延層中。對於高射入位準而言，該擴散梯度可克服電推斥以及一些少數載流子可進入基板中。其結果為將自基板產生強的背景光致發光。這將降低偵測自CMOS影像感測器之主動區變化之光致發光之靈敏度。
因此，為了增強系統100之偵測靈敏度並最小化CMOS影像感測器樣品之高摻雜基板中之光致發光之產生，為施加至CMOS影像感測器樣品之激發光選擇適當之波長以及強度為重要的。
於一些實施例中，激發光之波長以及強度可針對每個應用進行實驗評估。舉例來說，可進行有關激發光之波長以及強度是否會造成主要來自CMOS影像感測器樣品之主動區之光致發光或者所得到之光致發光是否對CMOS影像感測器樣品之基板具有大貢獻之實驗判斷。
於示例性評估處理中，利用具有特定波長以及強度之激發光照射CMOS影像感測器樣本，並於CMOS影像感測器樣本之相對大部份(例如”巨”區域(macro region))上偵測所得到之光致發光。於一些實施例中，透過這種方式所檢查之CMOS影像感測器樣本之部份可大於如前所述之透過偵測器172a-b所測量之CMOS影像感測器樣本之部份。於一些實施例中，該”巨”區域可具有約1cm2或者更大(例如1cm2、 2cm2、3cm2、4cm2或者更大)之面積。於一些實施例中，該”巨”區域可包括整個CMOS影像感測器樣本。
於一些實施例中，該”巨”區域之光致發光可使用與偵測器172a-b分離之偵測器進行判斷。舉例來說，分離之偵測器可指向CMOS影像感測器樣品190以取得沿著偵測器172a-b之”巨”區域之光致發光測量。於一些實施例中，該”巨”區域之光致發光可透過偵測器172a-b之一者進行判斷。舉例來說，於一些實施例中，當對”巨”區域進行成像，可改變CMOS影像感測器樣本190以及偵測器172a-b之間之光徑，例如對”巨”區域成像時，透過利用不同之接物透鏡154或者調整接物透鏡154之光學屬性。
檢查所得到之光致發光圖譜以取得通常與CMOS影像感測器裝置之矽基板有關之缺陷之強度變化。舉例來說，透過柴氏法(Czochralski process)所製造之矽晶圓(即”CZ晶圓”)於被激發光照射時，通常包括光致發光之曲線變化。作為一示例，第2圖係顯示CMOS影像感測器裝置之示例性光致發光圖譜200。於該示例中，光致發光圖譜200包括光致發光強度210之複數變化，以強度變化之圓形或者曲線帶表示。於一些實施例中，類似於第2圖中所示之變化係為透過柴氏法所製造之矽晶圓之特徵，以及該特徵圖案不存在於裝置之外延層中(例如CMOS影像感測器之主動區中)。
可透過以長波長照射(例如具有大於約1.1eV之能量之近紅外照射，Si的能量間隙)照射CMOS影像感測器樣品以定量地計算來自基板之光致發光對於所有偵測到之光致發 光之貢獻，使大部份之載流子(例如基本上大部份或者基本上所有之載流子)係產生於基板中。由於特徵基板缺陷，該光致發光強度之變化對短波長而言，可作為計算基板光致發光對於所有偵測到的光致發光之貢獻之參考。
作為一示例，當利用具有相對長波長之激發光(例如具有使基本上大部份或者基本上所有載流子產生於CMOS影像感測器樣品之基板中之波長之激發光)照射CMOS影像感測器樣品時，缺陷對比度為50%(例如光致發光強度圖譜包括使周圍強度相差50%之強度之局部變化)。然而，當利用具有相對較短之波長之激發光照射CMOS影像感測器樣品時，缺陷對比度為5%(例如光致發光強度圖包括使周圍強度相差5%之強度之局部變化)。因此，於該實施例中，可估計對於相對較短之波長而言，基板對所有光致發光之貢獻約為10%(例如5%除上50%)。
若基板對於光致發光之貢獻太大，則可調整測量條件(例如透過減小施加至CMOS影像感測器樣品之激發光之波長或者光強度)，直到缺陷圖案減少或者消除為止。
於一些實施例中，可用以偵測CMOS影像感測器樣品中之缺陷之最高射入限制可至少部份地根據隨著因射入位準增加而降低之歐傑複合壽命決定。作為一示例，對於1×1017cm-3之射入位準而言，示例裝置中之歐傑壽命為100×10-6秒。對於來自體相以及介面複合、具有5×10-6秒之有效複合壽命之CMOS影像感測器主動區而言，該歐傑複合將貢獻約5%之有效壽命。
系統100對於CMOS影像感測器樣品中之缺陷之靈敏度至少部份地取決於比歐傑複合壽命短之體相以及介面複合壽命。於一些實施例中，可改變激發光之波長以及強度以取得歐傑複合對於有效壽命之特定百分比之貢獻。舉例來說，於一些實施例中，可改變激發光之波長以及強度使CMOS影像感測器主動區之歐傑壽命小於或者等於來自CMOS影像感測器主動區之體相以及介面複合之有效複合壽命之5%。於一些實施例中，該閥值係對應於約1×1017cm-3或者更小之射入位準。對約5μm厚度之CMOS影像感測器主動區而言，於一些實施例中，這將對應於CMOS影像感測器主動區中約1×1019光子/cm2 sec之吸收(例如對應於100mW/cm2之功率)。儘管前面係描述一示例性閥值，但僅作為說明之目的。於一些實施例中，可改變激發光之波長以及強度使CMOS影像感測器主動區之歐傑壽命小於或者等於來自CMOS影像感測器主動區之體相以及介面複合之有效複合壽命之一些其它百分比(例如1%、5%、10%、15%或者任何其它百分比)。
於系統100中(第1圖)，係以名義上垂直於樣品表面之光照射樣品。因此，於此一幾何形狀中，自樣品表面反射的光係由系統之接物透鏡聚集並傳送至偵測器。然而，更一般地，亦可透過其它之配置實現。舉例來說，如第3圖所示，於一些實施例中，可使用傾斜(而非垂直)照明。在此，系統300包括照明組件330，照明組件330用以以沿著與樣本表面成非垂直角度之光軸310入射之激發光照射CMOS影像感測器樣本190。舉例來說，光軸310可相對於表面法線呈45°或者 更大(例如60°或者更大、70°或者更大)之角度。一般而言，入射角應夠大使自樣品表面反射之很少光或者無任何光被接物透鏡154所收集。
照明組件330包括光源132a和132b、濾光器136a和136b、以及二向色分光器138。除此之外，照明組件330包括聚焦透鏡340和342，用以將來自由光束分離器所聚集之光源的光聚焦至樣品190上。
系統300亦包括接物透鏡154、濾光器158以及場透鏡160a。接物透鏡154以及場透鏡160a將樣品190之表面成像至偵測器172a上。偵測器係與處理模組174進行通信。
類似於第1圖所示之系統100，接物透鏡154具有名義上垂直對齊於樣品190之表面之光軸。
由於介於照明光軸310以及成像光軸320之間之相對定向，自樣品190之表面所反射之激發光並不會被接物透鏡154聚集，並且不會被傳送至偵測器172a。僅來自樣品190之光致發光、散射光以及雜散光被傳送至偵測器172a。因此，在偵測器172a處形成的圖像是暗場圖像。因此，即使於不使用濾光器158之情況下，晶圓中之光致發光源於圖像中係顯現為亮區。
一般而言，儘管第3圖中顯示系統300之一些組件，但亦可包括圖中未顯示之其它元件。舉例來說，系統亦可包括用以將光傳送至或者成像來自樣品190的光之偵測器172b和/或其它光學元件(例如透鏡、濾光器、光闌(stop))。
於一些實施例中，可區分晶圓中來自不同處理之光致發光，其中不同之處理將造成不同波長之光致發光。舉例來 說，光學濾波可以用以區分來自結晶缺陷之光致發光以及來自其它源(例如來自矽中之帶間躍遷)之光致發光。來自矽晶圓中之結晶缺陷之光致發光(例如晶粒或者次晶界(sub-grain boundary)、排差群(dislocation cluster)、排差環或者沉澱物和/或疊置缺陷)通常發生於約0.7eV至約0.9eV之能量範圍內。反之，矽中帶間躍遷之光致發光通常發生於大於約1eV之波長處。因此，可透過阻擋來自偵測器之波長範圍之一者的光以區分來自這兩個不同源之光致發光。舉例來說，阻擋具有超過約1eV之能量的光之光學濾光器可用以偵測僅來自結晶缺陷之光致發光，因為來自矽中之帶間躍遷之光致發光於室溫下具有約1.1eV或者更高之能量，並且會被上述之光學濾光器所阻擋。更一般地，光學濾光器可設計為阻擋對應於除了矽之外之各種材料中之帶間躍遷之光子能量，以允許類似地研究其它材料。透過上述方式，可使用上述技術來辨識晶圓(例如矽晶圓)中之各個結晶缺陷之存在以及位置。上述位置於利用濾光器阻擋來自帶間躍遷之光致發光所取得之圖像中係顯示為亮點。
作為一示例，濾光器158可包括基本上透射具有約0.7eV至約1eV之能量的光但阻擋(例如反射或者吸收)波長低於約0.7eV和/或高於約1.0eV的光之帶通濾光器。可使用二向色濾光器以達成上述之目的。因此，僅具有約0.7eV至約1eV之光子能量的光到達偵測器並有助於偵測到之圖像。
於實施例中，濾光器158為反射濾光器，濾光器可以對應於光徑之一角度定向，使反射光不會被導向回晶圓。濾光器158可自光徑中移除，舉例來說，可手動移除或者透過 致動組件自動地移除。
根據實施例之內容，濾光器158之通帶可被改變。舉例來說，通帶具有一半高寬(full-width half maximum)約為0.3μm(例如自約0.7μm至約1.0μm)，或者更小(例如約0.25μm、約0.2μm、約0.15μm、約0.1μm、約0.05μm)。可選擇通帶以於自一個光源傳輸光致發光時，選擇性地阻擋來自另一個光源之光致發光。舉例來說，較窄之通帶可允許區分不同類型之結晶缺陷。
儘管濾光器158為一種實現方式，但亦可透過其它方式實施。舉例來說，濾光器之位置不限於本發明所述之位置上。一般而言，濾光器可位於自晶圓至偵測器之光徑中之任何地方。於一些實施例中，濾光器可位於偵測器(例如與偵測器結合)。於某些實施例中，濾光器可位於成像系統之光瞳平面。
於晶圓處理中之不同步驟期間監測晶圓之晶體缺陷可辨識由處理所引起之晶體缺陷(例如單個疊置缺陷(stacking fault)、差排環(dislocation loop)或者沉澱物(precipitate))。上述缺陷可以微米解析度辨識。可監測之處理步驟包括離子植入步驟、退火步驟、層沉積步驟(例如外延生長、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、選擇性外延(例如Si1-xGex)、氧化步驟、蝕刻步驟(電漿蝕刻)、和/或拋光步驟(例如化學機械拋光))。一般而言，缺陷之描述可於上述處理步驟中之任一者之前和/或之後進行。
儘管本發明中係描述用以偵測CMOS影像感測器裝置中之缺陷之實施方式，但僅作為說明之目的。於實施時， 實施方案可用以偵測所產生之少數載流子以及光致發光基本上係限制於裝置之主動區之其它裝置或者電路中之缺陷。舉例來說，於一些實施例中，實施方式可用以偵測使用完全耗盡絕緣層上覆矽(silicon on insulator，SOI)技術所構建之CMOS電路中之缺陷。於一些實施例中，可使用除了由純矽所形成之晶圓以外之晶圓，例如SiGe層(例如Si1-xGex，其中0<x<1)。亦可使用複合半導體晶圓。舉例來說，由III-V族或者II-VI族化合物所形成之晶圓可以使用本發明之技術來表示其特色。更一般地，上述之技術可應用於具有結晶缺陷光致發光之各種材料，特別是結晶缺陷光致發光以及帶間光致發光發生於不同波長之半導體材料。
儘管說明書中包含許多細節，但並非用以限制本發明所要求保護之範圍，而僅可解釋為對特定實施例之特定特徵之描述。亦可結合說明書中分開實現之上下文中所描述之某些特徵。相反地，於分開實現之上下文中所描述之各種特徵亦可分開地或者以任何合適之子組合實現於多個實施例中。
儘管以上已揭露本發明數個實施例，但在不脫離本發明之精神以及範圍內，當可作些許之更動以及潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧系統
110‧‧‧平台組件
130‧‧‧照明組件
132a、132b‧‧‧光源
134a、134b‧‧‧校正透鏡
136a、136b‧‧‧濾光器
138、152、156‧‧‧二向色分光器
140‧‧‧聚焦透鏡
150‧‧‧光學組件
154‧‧‧接物透鏡
158‧‧‧濾光器
160a、160b‧‧‧場透鏡
170‧‧‧成像組件
172a、172b‧‧‧偵測器
174‧‧‧處理模組
190‧‧‧CMOS影像感測器樣本

Claims (89)

  1. 一種方法，包括：以具有足以於一晶圓中誘發光致發光之一波長以及一強度之激發光照射上述晶圓；過濾對應於自上述晶圓之一部份照射之光致發光以響應上述照明步驟；導向上述過濾之光致發光至一偵測器上，並以1μm×1μm或者更小的一空間解析度於上述偵測器上成像上述晶圓之上述部份；以及根據上述偵測到之過濾光致發光辨識上述晶圓中一個或者多個結晶缺陷。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述偵測到之過濾光致發光係對應至來自上述晶圓中之上述結晶缺陷之上述光致發光。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述過濾步驟基本上自來自上述過濾之光致發光的上述晶圓中的帶間躍遷移除光致發光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述偵測到之過濾光致發光包括具有介於約0.7eV至約0.9eV之一範圍內之能量的光線。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中上述晶圓為一矽晶圓。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中上述晶圓包括一矽鍺層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中上述矽鍺層包括Si1-xGex，其中0<x<1。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中於上述晶圓上執行一個或者多個處理程序後，辨識上述晶圓之上述一個或者多個結晶缺陷矽。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中於上述晶圓上完成積體電路之形成後，辨識上述晶圓之上述一個或者多個結晶缺陷矽。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中上述過濾步驟基本上阻擋偵測到之具有大於約1.0eV之能量的光線。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述過濾步驟更包括過濾自上述晶圓之上述部份反射之激發光。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括偵測自上述晶圓之上述部份反射之激發光。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包括比較上述偵測到之光致發光以及上述偵測到之激發光，並根據上述比較結果辨識上述晶圓中之一個或者多個缺陷。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述晶圓係為用於一CMOS影像感測器之一晶圓。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中於上述晶圓上完成積體電路之形成後，辨識晶圓之一個或者多個結晶缺陷。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中形成於上述晶圓上之上述積體電路包括互補金氧半導體電路。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中上述晶圓之上述 部份係對應至上述CMOS影像感測器之一個或者多個像素。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中辨識上述晶圓中一個或者多個缺陷之步驟包括辨識上述CMOS影像感測器之一個或者多個缺陷像素。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中辨識上述晶圓中一個或者多個缺陷之步驟包括辨識具有大小為1μm或者更小之一個或者多個缺陷。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中辨識上述晶圓中一個或者多個缺陷之步驟包括辨識具有大小為大於1μm之一個或者多個缺陷。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述晶圓為用於電源管理積體電路裝置之一晶圓。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：根據自上述晶圓之上述部份照射之上述光致發光形成上述晶圓之上述部份之一光致發光強度圖；以及根據自上述晶圓之上述部份反射之上述激發光形成上述晶圓之上述部份之一反射強度圖。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟包括：判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之一第一位置包括一第一強度變化；於判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之上述第一位置包括上述第一強度變化時，判斷上述反射強度圖是否於 上述晶圓之上述第一位置包括一第二強度變化；於判斷上述反射強度圖並未於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置存在一缺陷。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟更包括：於判斷上述反射強度圖於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置並不存在一缺陷。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括調整上述激發光之一特性。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中調整上述激發光之上述特性之步驟包括調整上述激發光之一波長。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中調整上述激發光之上述波長以增加自上述晶圓之上述第二部份照射之上述光致發光。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中上述晶圓之上述第二部份與上述晶圓之上述第一部份具有不同之深度。
  29. 如申請專利範圍第1項所述之法，其中上述激發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
  30. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述晶圓為一矽晶圓或者一複合半導體晶圓。
  31. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括於上述晶圓上 執行一處理步驟。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中自一離子植入步驟、一退火步驟、一層沉積步驟、一氧化步驟、一電漿蝕刻步驟以及一拋光步驟選擇上述處理步驟。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中上述層沉積步驟係為一原子層沉積步驟。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中上述層沉積步驟係為一磊晶層沉積步驟。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之方法，其中上述磊晶層沉積步驟係用以形成具有矽或者Si1-xGex之層，其中0<x<1。
  36. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中上述層沉積步驟係為選擇性外延步驟。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述選擇性外延為用於一互補金氧半導體裝置之通道或者源極/汲極區域之Si1-xGex。
  38. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中上述蝕刻步驟為一電漿蝕刻步驟。
  39. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中於辨識上述結晶缺陷後，執行上述處理步驟。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之方法，更包括：以激發光照射上述處理過之晶圓；以及根據來自上述處理過之晶圓之光致發光辨識上述處理過之晶圓中之一個或者多個額外之缺陷。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之方法，更包括比較上述晶圓 中所辨識之上述結晶缺陷以及上述額外之缺陷。
  42. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述結晶缺陷係對應於上述晶圓之一部份之一圖像中之亮部。
  43. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於上述晶圓上執行一個或者多個處理步驟後，辨識上述晶圓之上述一個或者多個結晶缺陷。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之方法，其中於上述完成完成晶圓處理後，辨識上述晶圓之上述一個或者多個結晶缺陷。
  45. 一種系統，包括：一照明模組，用以以具有足以於一晶圓中誘發光致發光之一波長以及一強度之激發光照射上述晶圓；一偵測模組，用以偵測自上述晶圓之一部份照射之光致發光以響應上述照射；成像透鏡，用以將上述晶圓之上述部份以1μm×1μm或者更小的一空間解析度成像於上述偵測模組上；一光學濾光器，用以於上述偵測模組進行偵測之前過濾自上述晶圓之上述部份照射之光致發光；以及一處理模組，用以根據上述偵測到之過濾光致發光辨識上述晶圓中一個或者多個結晶缺陷。
  46. 如申請專利範圍第40項所述之系統，上述光學濾光器將對應於來自上述晶圓中之上述結晶缺陷之光致發光的光線透射至上述偵測模組。
  47. 如申請專利範圍第46項所述之系統，其中上述光學濾光器基本上阻擋來自上述偵測模組之上述晶圓中之帶間躍遷的 光致發光。
  48. 如申請專利範圍第40項所述之缺陷辨識系統，其中上述光學濾光器透射具有介於約0.7eV至約1.0eV之一範圍內的能量的光線至上述偵測模組。
  49. 如申請專利範圍第48項所述之方法，其中上述光學濾光器基本上阻擋來自上述偵測模組且具有大於約1.0eV的能量的光線。
  50. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中上述光學濾光器阻擋來自上述偵測模組之自上述晶圓反射至上述偵測模組的至少一些上述激發光。
  51. 如申請專利範圍第40項所述之系統，其中上述激發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
  52. 如申請專利範圍第40項所述之系統，其中上述照明組成係配置為沿著不垂直於上述晶圓之一照射表面之光軸將上述激發光照射至上述晶圓。
  53. 如申請專利範圍第52項所述之系統，其中上述照明鏡片具有名義上垂直於上述晶圓之上述照射表面之一光軸。
  54. 一種方法，包括以具有足以誘發一晶圓中之光致發光之波長以及強度之激發光照射上述晶圓；偵測自上述晶圓之一部份照射之光致發光以響應上述照射；偵測自上述晶圓之上述部份反射之激發光；比較自上述晶圓之上述部份照射之上述光致發光與自上述 晶圓之上述部份反射之上述激發光；以及根據上述比較結果辨識上述晶圓中之一個或者多個缺陷。
  55. 如申請專利範圍第54項所述之方法，其中上述晶圓包括一CMOS影像感測器。
  56. 如申請專利範圍第55項所述之方法，其中上述晶圓之上述部份包括上述CMOS影像感測器之一個或者多個像素。
  57. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中辨識上述晶圓中之一個或者多個缺陷之步驟包括辨識上述金氧半導體CMOS影像感測器之一個或者多個缺陷像素。
  58. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中偵測自上述晶圓之上述部份照射之光致發光之步驟包括以1μm×1μm或者更小之空間解析度分析自上述晶圓之上述部份照射之光致發光。
  59. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中偵測自上述晶圓之上述部份反射之激發光之步驟包括以1μm×1μm或者更小的空間解析度分析自上述晶圓之上述部份反射之激發光。
  60. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中辨識上述晶圓中之一個或者多個缺陷之步驟包括辨識具有大小為1μm或者更小之一個或者多個缺陷。
  61. 如申請專利範圍第55項所述之方法，其中上述晶圓之上述部份係對應至上述CMOS影像感測器之一主動區。
  62. 如申請專利範圍第54項所述之方法，更包括：根據自上述晶圓之上述部份照射之上述光致發光形成上述晶圓之上述部份之一光致發光強度圖；以及根據自上述晶圓之上述部份反射之上述激發光形成上述晶 圓之上述部份之一反射強度圖。
  63. 如申請專利範圍第62項所述之方法，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟包括：判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之一第一位置包括一第一強度變化；於判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之上述第一位置包括上述第一強度變化時，判斷上述反射強度圖是否於上述晶圓之上述第一位置包括一第二強度變化；於判斷上述反射強度圖並未於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置存在一缺陷。
  64. 如申請專利範圍第63項所述之方法，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟更包括：於判斷上述反射強度圖於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置並不存在一缺陷。
  65. 如申請專利範圍第54項所述之方法，更包括：偵測自上述晶圓之一第二部份照射之光致發光，其中上述晶圓之上述第二部份大於上述晶圓之上述第一部份；根據上述晶圓之上述第二部份照射之上述光致發光形成上述晶圓之上述第二部份之一光致發光強度圖；判斷上述光致發光強度圖中一個或者多個彎曲之對比區域 是否存在；以及於判斷上述光致發光強度圖中一個或者多個彎曲之對比區域存在時，調整上述激發光之一特性。
  66. 如申請專利範圍第65項所述之方法，其中一個或者多個彎曲之對比區域表示透過柴可拉斯基法製造之矽晶圓中之缺陷。
  67. 如申請專利範圍第65項所述之方法，其中調整上述激發光之上述特性之步驟包括調整上述激發光之一波長以增加自上述晶圓之上述第二部份照射之上述光致發光。
  68. 如申請專利範圍第65項所述之方法，其中調整上述激發光之上述特性之步驟包括調整上述激發光之一強度。
  69. 如申請專利範圍第54項所述之方法，其中以激發光照射上述晶圓之步驟包括以激發光照射上述晶圓使得歐傑複合基本上不會發生於上述晶圓之上述部份中。
  70. 如申請專利範圍第54項所述之方法，其中上述激發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
  71. 如申請專利範圍第54項所述之方法，其中上述光致發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
  72. 一種系統，包括：一照明模組，用以以具有足以於一晶圓中誘發光致發光之一波長以及一強度之激發光照射上述晶圓；一第一偵測模組，用以偵測自上述晶圓之一部份照射之光致發光以響應上述照射；一第二偵測模組，用以偵測自上述晶圓之上述部份反射之激發光；以及 一處理模組，用以：比較自上述晶圓之上述部份照射之上述光致發光與自上述晶圓之上述部份反射之上述激發光；以及根據上述比較結果辨識上述晶圓中一個或者多個缺陷。
  73. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中上述晶圓包括一CMOS影像感測器。
  74. 如申請專利範圍第73項所述之系統，其中上述晶圓之上述部份包括上述CMOS影像感測器之一個或者多個像素。
  75. 如申請專利範圍第74項所述之系統，其中辨識上述晶圓中一個或者多個缺陷之步驟包括辨識上述CMOS影像感測器之一個或者多個缺陷像素。
  76. 如申請專利範圍第74項所述之系統，其中偵測自上述晶圓之上述部份照射之光致發光之步驟包括以1μm×1μm或者更小之空間解析度分析自上述晶圓之上述部份照射之光致發光。
  77. 如申請專利範圍第74項所述之系統，其中偵測自上述晶圓之上述部份反射之激發光之步驟包括以1μm×1μm或者更小的空間解析度分析自上述晶圓之上述部份反射之激發光。
  78. 如申請專利範圍第74項所述之系統，其中辨識上述晶圓中之一個或者多個缺陷之步驟包括辨識具有大小為1μm或者更小之一個或者多個缺陷。
  79. 如申請專利範圍第73項所述之系統，其中上述晶圓之上述部份係對應至上述CMOS影像感測器之一主動區。
  80. 如申請專利範圍第項72所述之系統，其中上述處理模組更用以： 根據自上述晶圓之上述部份照射之上述光致發光形成上述晶圓之上述部份之一光致發光強度圖；以及根據自上述晶圓之上述部份反射之上述激發光形成上述晶圓之上述部份之一反射強度圖。
  81. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟包括：判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之一第一位置包括一第一強度變化；於判斷上述光致發光強度圖是否於上述晶圓之上述第一位置包括上述第一強度變化時，判斷上述反射強度圖是否於上述晶圓之上述第一位置包括一第二強度變化；於判斷上述反射強度圖並未於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置存在一缺陷。
  82. 如申請專利範圍第81項所述之系統，其中比較來自上述晶圓之上述部份的上述偵測到之光致發光與來自上述晶圓之上述區域的上述偵測到之反射激發光之步驟更包括：於判斷上述反射強度圖於上述晶圓之上述第一位置包括上述第二強度變化時，判斷於上述晶圓之上述第一位置並不存在一缺陷。
  83. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中上述系統更包括一第三偵測模組，用以偵測自上述晶圓之一第二部份照射之光致發光，其中上述晶圓之上述第二部份係大於上述晶 圓之上述第一部份；以及其中上述處理模組更用以：根據自上述晶圓之上述第二部份照射之上述光致發光形成上述晶圓之上述第二部份之一光致發光強度圖；判斷上述光致發光強度圖中是否出現一個或者多個彎曲之對比區域；以及於判斷上述光致發光強度圖中出現一個或者多個彎曲之對比區域時，調整上述激發光之一特性。
  84. 如申請專利範圍第83項所述之系統，其中一個或者多個彎曲之對比區域表示透過柴可拉斯基法製造之矽晶圓中之缺陷。
  85. 如申請專利範圍第83項所述之系統，其中調整上述激發光之上述特性之步驟包括調整上述激發光之一波長以增加自上述晶圓之上述第二部份照射之上述光致發光。
  86. 如申請專利範圍第83項所述之系統，其中調整上述激發光之上述特性之步驟包括調整上述激發光之一強度。
  87. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中以激發光照射上述晶圓之步驟包括以激發光照射上述晶圓使得歐傑複合基本上不會發生於上述晶圓之上述部份中。
  88. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中上述激發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
  89. 如申請專利範圍第72項所述之系統，其中上述光致發光具有介於200nm至1100nm之一範圍內之一波長。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10012593B2 (en) 2015-05-04 2018-07-03 Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. Micro photoluminescence imaging
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TWI818136B (zh) * 2018-12-21 2023-10-11 美商科磊股份有限公司 用於單一路徑光學晶圓檢測的差分成像

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504572B2 (en) * 1997-11-05 2003-01-07 Stmicroelectronics, Inc. Circuit for detecting leaky access switches in CMOS imager pixels
TWI439684B (zh) * 2005-07-06 2014-06-01 Nanometrics Inc 具自晶圓或其他工件特定材料層所發射光致發光信號優先偵測之光致發光成像
US9279774B2 (en) * 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
FR2994264B1 (fr) * 2012-08-02 2014-09-12 Centre Nat Rech Scient Procede d'analyse de la structure cristalline d'un materiau semi-conducteur poly-cristallin
US9182351B2 (en) * 2013-11-26 2015-11-10 Nanometrics Incorporated Optical metrology system for spectral imaging of a sample

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10012593B2 (en) 2015-05-04 2018-07-03 Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. Micro photoluminescence imaging
US10018565B2 (en) 2015-05-04 2018-07-10 Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. Micro photoluminescence imaging with optical filtering
US10209190B2 (en) 2015-05-04 2019-02-19 Semilab Semiconductor Physics Laboratory Co., Ltd. Micro photoluminescence imaging with optical filtering
TWI818136B (zh) * 2018-12-21 2023-10-11 美商科磊股份有限公司 用於單一路徑光學晶圓檢測的差分成像

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