TW201812943A

TW201812943A - 寬能隙半導體基板之缺陷檢查裝置

Info

Publication number: TW201812943A
Application number: TW106117345A
Authority: TW
Inventors: 村田浩之
Original assignee: 東麗工程股份有限公司
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2018-04-01
Also published as: TWI698942B; CN109478523B; CN109478523A; JP2018014377A; WO2018016154A1; KR20190031233A; JP6688184B2; KR102268931B1

Abstract

本發明提供一種缺陷檢查裝置，其使檢查對象之攝像範圍可變，並且儘管為簡單之裝置構成，但與先前相比，可迅速且確實地進行缺陷之檢查，亦可防止缺陷之擴展。一種缺陷檢查裝置，其係檢查寬能隙半導體基板中產生之缺陷者，且具備激發光照射部、及螢光攝像部，於螢光攝像部，具備複數個觀察倍率不同之物鏡，且設有選擇該複數個物鏡中之任一個而進行切換之攝像倍率切換部，於激發光照射部設有變更激發光之照射範圍及能量密度之照射倍率變更部，且具備控制部，該控制部係根據於攝像倍率切換部選擇之物鏡之觀察倍率，變更照明倍率變更部中之激發光之照射範圍及能量密度。

Description

寬能隙半導體基板之缺陷檢查裝置

本發明係關於一種對形成於寬能隙半導體基板上之磊晶層或構成寬能隙半導體基板之材料本身所產生之缺陷進行檢查的裝置。

於SiC基板上形成磊晶層而成者(所謂之SiC磊晶基板)係寬能隙半導體，且係伴隨太陽光發電或油電混合車、電動汽車之普及而受到重視的功率半導體器件。但是，SiC磊晶基板仍存在多種缺陷晶體，因此，為了用作功率半導體器件而必須進行全數檢查。其中，稱為基底面位錯之晶體缺陷成為堆疊缺陷擴展之原因，上述堆疊缺陷成為pn接面型二極體之正向特性降低之主要原因。因此，提出有包含基底面位錯之晶體缺陷之密度變低般之製造方法(例如專利文獻1)。而且，先前以來，提出有利用光致發光(PL)法檢查SiC磊晶基板之晶體缺陷之技術(例如專利文獻2)。或者，提出有利用X射線繞射拓樸法非破壞地檢測缺陷之技術(例如專利文獻3)。又，提出有如下技術，即，於用以觀察生物標本之螢光顯微鏡，變焦地變更觀察倍率，並且伴隨該變焦倍率之變化而調節照明系統之視場光闌之大小(即光闌直徑)，藉此，使激發光僅照明至要觀察之範圍，而防止將多餘之光照射至標本(即，防止標本之褪色)(例如專利文獻4)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]國際公開WO2014/097448 [專利文獻2]日本專利3917154號公報 [專利文獻3]日本專利特開2009-44083號公報 [專利文獻3]日本專利特開平10-123425號公報

[發明所欲解決之問題] SiC磊晶基板中產生之缺陷有複數種，根據缺陷之種類而對所製造之器件之壽命或性能造成之影響不同。因此，為了對製造方法之改善前後之缺陷之數量或大小進行比較而確認是否體現改善效果或者實施出貨前之製品檢查，希望僅迅速地抽取特定種類之缺陷之要求強烈。但是，於如專利文獻2般利用光致發光(PL)法對單色相機之紅外光區域之波長進行拍攝之情形時，為了獲取檢查所需之圖像而要花費時間，不僅如此，而且無法確實地將缺陷之種類分類。另一方面，於如專利文獻3般利用X射線繞射拓樸法之情形時，雖然能夠非破壞地進行檢查，但為了獲取檢查所需之圖像而要花費時間，而且進而需要用以照射高強度之X射線之大規模之特殊設施。而且，於利用PL法之SiC磊晶基板之檢查中，有希望使檢查對象之攝像倍率可變之要求，另一方面，若對檢查對象區域過多地照射激發光則亦有缺陷擴展之可能性，因此，有希望將激發光之照射抑制為必要最小限度之要求。但是，於如專利文獻4般伴隨觀察倍率之變更而調節照明系統之光闌直徑之形態中，與以低倍率之攝像相比，對以高倍率之攝像而言激發光之光量不足，而攝像時間變長。因此，有無法縮短攝像所需之時間之問題。因此，本發明之目的在於提供一種缺陷檢查裝置，其使檢查對象之攝像範圍可變，並且儘管為簡單之裝置構成，但與先前相比，可迅速且確實地進行缺陷之檢查，亦可防止缺陷之擴展。 [解決問題之技術手段] 為了解決以上課題，本發明之一態樣係一種缺陷檢查裝置，其特徵在於其係檢查寬能隙半導體基板中產生之缺陷者，且具備：激發光照射部，其朝向寬能隙半導體基板照射激發光；及螢光攝像部，其對藉由將激發光照射至寬能隙半導體基板而發出之光致發光之光進行拍攝；於螢光攝像部，具備複數個觀察倍率不同之物鏡，且設有選擇該複數個物鏡中之任一個而進行切換之攝像倍率切換部，於激發光照射部設有變更激發光之照射範圍及能量密度之照射倍率變更部，且具備控制部，該控制部係根據於攝像倍率切換部選擇之物鏡之觀察倍率，變更照明倍率變更部中之激發光之照射範圍及能量密度。 [發明之效果] 使檢查對象之攝像範圍可變，並且儘管為簡單之裝置構成，但與先前相比，可迅速且確實地進行缺陷之檢查，亦可防止缺陷之擴展。

以下，一面利用圖一面對用以實施本發明之形態進行說明。再者，於各圖中，將水平方向表現為x方向、y方向，將與xy平面垂直之方向(即重力方向)表現為z方向。圖1係表示使本發明具體化之形態之一例之整體構成之概略圖，概略性地記載構成缺陷檢查裝置1之各部之配置。本發明之缺陷檢查裝置1係檢查寬能隙半導體基板W中產生之缺陷者。具體而言，缺陷檢查裝置1具備激發光照射部2、螢光攝像部3、缺陷檢查部4、控制部5等。進而，於缺陷檢查裝置1設有基板保持部8與相對移動部9。激發光照射部2係朝向寬能隙半導體基板W照射激發光L1者。具體而言，激發光照射部2具備激發光照射單元20、投影透鏡22、23、及照射倍率變更部25等。激發光照射部2係經由安裝配件(未圖示)等而安裝於裝置框架1f。圖2係表示使本發明具體化之形態之一例之主要部分之概略圖，表示若投影透鏡22、23之間隔改變則激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)改變之情況。激發光照射單元20係產生成為激發光L1之基礎之光能者，具備光源21。具體而言，激發光照射單元20可例示具備發光波長成分為365 nm左右之發光二極體(所謂之UV(Ultraviolet，紫外線)-LED(Light Emitting Diode，發光二極體))作為光源21者。投影透鏡22、23係使自光源21發出之激發光L1聚光並投影、照射至寬能隙半導體基板W中所設定之照射範圍F者。具體而言，投影透鏡22、23係由包含1片或複數片凸透鏡或凹透鏡之組合透鏡等構成。照射倍率變更部25係變更激發光L1之照射範圍及能量密度者。具體而言，照射倍率變更部25係變更使激發光L1通過之複數個透鏡22、23間之距離者。更具體而言，照射倍率變更部25包括電動致動器，於電動致動器之滑塊26安裝有透鏡23。電動致動器係基於來自控制部5之控制信號使滑塊移動、靜止之機構，可使透鏡23移動、靜止於位置P1～P3。即，藉由使透鏡23相對於透鏡22遠離或者靠近，而變更投影照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F及能量密度。此時，若自光源21放射之光之能量相同，則於使透鏡23於位置P1～P3移動時，激發光L1之聚光程度與各照射範圍F1～F3之面積比大致成反比例地變化，從而能量密度變化。例如，若各照射範圍F1、F2、F3之縱橫尺寸之比率大致為4：2：1，則各照射範圍F1、F2、F3內之激發光L1之能量密度之比率大致成為1：4：16。再者，滑塊26(即透鏡23)之位置P1～P3係以激發光L1之照射範圍F成為適於螢光攝像部3中使用之各物鏡30a～30c之照射範圍F1～F3的方式預先設定。螢光攝像部3係對藉由將激發光L1照射至寬能隙半導體基板W而發出之光致發光之光L2進行拍攝者。具體而言，螢光攝像部3具備透鏡部30、攝像倍率切換部31、螢光濾光器部32、及攝像機33等。螢光攝像部3係經由安裝配件(未圖示)等而安裝於裝置框架1f。透鏡部30係使寬能隙半導體基板W之成為檢查對象之部位之平面圖像投影、成像於攝像機33之影像感測器34者。具體而言，透鏡部30具備複數個觀察倍率不同之物鏡。更具體而言，於透鏡部30具備觀察倍率為5倍之物鏡30a、10倍之物鏡30b、20倍之物鏡30c。攝像倍率切換部31係選擇設於透鏡部30之複數個物鏡30a～30c中之任一個而進行切換者。具體而言，攝像倍率切換部31包括電動致動器機構，且於電動致動器機構安裝有各物鏡30a～30c。更具體而言，電動致動器機構係基於來自控制部5之控制信號而滑動、靜止之機構，選擇性地切換使用哪一倍率之物鏡。螢光濾光器部32係吸收或反射激發光L1之波長成分而使其衰減，並且使自成為檢查對象之部位發出之光致發光之光L2通過。具體而言，螢光濾光器部32包括配置於透鏡部30與攝像機33之間之帶通濾波器。更具體而言，該帶通濾波器係吸收或反射激發光L1中包含之波長成分(於上述情形時，為紫外線區域之光，尤其是波長385 nm以下之光)及紅外區域(例如800 nm以上)之光而使其衰減，並且使光致發光之光L2中包含之波長較385 nm長之紫外光或可見光通過。攝像機33係對已通過螢光濾光器部32之光致發光之光L2進行拍攝，並向外部輸出影像信號(類比信號)或影像資料(數位信號)。攝像機33具備影像感測器34。影像感測器34係對所接收到之光能按時間序列進行處理並逐次轉換為電氣信號者。具體而言，影像感測器45可例示二維排列有多個受光元件之區域感測器，更具體而言，包括具備CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)影像感測器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)影像感測器等之黑白相機或彩色相機。缺陷檢查部4係基於利用螢光攝像部3拍攝到之圖像進行檢查者。具體而言，缺陷檢查部4包括具備圖像處理功能之電腦(硬體)及其執行程式(軟體)。更具體而言，缺陷檢查部4若被輸入自攝像機33輸出之影像信號(類比信號)或影像資料(數位信號)，則基於圖像之濃淡資訊(例如亮度值，若為彩色圖像則亦包含色相、明度、彩度等之色資訊)抽取缺陷候補，判定為何種缺陷種類或者對缺陷種類進行細分類，而進行缺陷之計數或位置資訊之輸出等(所謂之缺陷檢查)。 [缺陷之種類] 圖3係模式性地表示成為檢查對象之缺陷之種類之立體圖。此處，作為寬能隙半導體基板W中產生之缺陷之種類，例示形成於SiC基板W1上之SiC磊晶層W2之內部產生之各種缺陷。又，以虛線表示磊晶層W2之基底面B。又，於圖中，缺陷之生長方向表示為與x方向呈特定角度之沿著基底面B之方向。作為成為本發明之檢查對象之缺陷，代表性地列舉存在於SiC磊晶層之內部之基底面位錯E1或存在於SiC磊晶層之內部之堆疊缺陷E2。再者，堆疊缺陷E2簡稱為「堆疊缺陷」，進而可細分類為1SSF～4SSF等缺陷種類。再者，1SSF亦稱為單重肖克萊堆疊位錯(Single Shockley Stacking Fault)。同樣地，2SSF亦稱為雙重肖克萊堆疊位錯(Double Shockley Stacking Fault)，3SSF亦稱為三重肖克萊堆疊位錯(Triple Shockley Stacking Fault)，4SSF亦稱為四重肖克萊堆疊位錯(Quadruple Shockley Stacking Fault)。圖4係表示成為檢查對象之基板及各種缺陷之螢光發光特性之圖，表示橫軸為波長且縱軸為螢光發光之強度之一例。自寬能隙半導體基板W發出之光致發光之光L2係於「基底面位錯」及「堆疊缺陷」均不存在之情形時，包含基於頻帶端發光之波長成分(主要為385～395 nm)、及基於雜質能階之發光(所謂之D-A對發光)之波長成分(主要為450～700 nm)。另一方面，若於寬能隙半導體基板W存在「基底面位錯」，則自該基底面位錯部位發出之光致發光之光L2主要釋放610 nm以上之波長之光、尤其是750 nm左右之波長之光。另一方面，若於寬能隙半導體基板W存在「堆疊缺陷」，則自該堆疊缺陷部位，根據堆疊缺陷之缺陷種類，若為1SSF則主要釋放波長420 nm附近之光致發光之光，若為2SSF則主要釋放波長500 nm附近之光致發光之光，若為3SSF則主要釋放波長480 nm附近之光致發光之光，若為4SSF則主要釋放波長460 nm附近之光致發光之光。又，除上述以外，亦確認到釋放波長600 nm以下之光致發光之光之堆疊缺陷。 [缺陷之抽取] 圖5係模式性地表示利用本發明所拍攝到之各種缺陷之黑白圖像與彩色圖像之影像圖。於圖5中，例示出利用攝像機33拍攝到之圖像為黑白圖像之情形時之各種缺陷之濃淡圖像影像、及為彩色圖像之情形時之各種缺陷之外觀。為了進一步進行比較，亦表示出先前技術中所拍攝到之圖像(對紅外區域之光致發光之光進行拍攝)中之各種缺陷之濃淡圖像影像。再者，為了方便對彩色圖像以黑白代替而進行說明，色資訊之差異係適當改變影線之種類，並且同時記載所拍攝到之光致發光之光之視覺表現及主要之波長成分而表現。於本發明之缺陷檢查部4執行如下一系列程式處理，即，對所獲取之圖像進行圖像處理，抽取與背景圖像不同之濃淡資訊或色資訊之區域或部位作為缺陷候補，按照預先所規定之判定基準進行缺陷檢查。控制部5係根據於攝像倍率切換部30選擇之物鏡之觀察倍率，變更照明倍率變更部20中之激發光L1之照射範圍F及能量密度。控制部5分別與照射倍率變更部25、攝像倍率切換部31連接，可使電動致動器滑動、靜止而切換使用之物鏡30a～30c或者變更滑塊26之位置P1～P3。因此，控制部5能夠對使用複數個物鏡30a～30c中之哪一個進行選擇，並且能夠以成為適於物鏡之倍率之激發光L1之照射範圍F1～F3之方式變更透鏡22與透鏡23之間之距離。即，構成為可與使用之物鏡30a～30c之觀察倍率連動地變更激發光L1之照射範圍F及能量密度。又，控制部5亦與基板保持部8之基板保持機構或相對移動部9等之設於缺陷檢查裝置1之各機器連接，可總括地控制各機器。具體而言，控制部5具備電腦CP或可程式邏輯控制器(亦稱為定序儀)等硬體、及其執行程式(軟體)，基於經由操作面板或開關類(未圖示)之操作員之操作、各種設定資料及執行程式而進行各機器之控制。基板保持部8係將成為檢查對象之寬能隙半導體基板W以特定之姿勢保持者。具體而言，基板保持部8可例示藉由負壓吸附板或靜電吸附板、抓持夾頭機構等基板保持機構保持寬能隙半導體基板W者，以上表面成為水平之方式配置。相對移動部9係使基板保持部8相對於激發光照射部2及螢光攝像部3相對移動者。具體而言，相對移動部9具備安裝於裝置框架1f之沿X方向或Y方向延伸之軌道91X、91Y、及於該軌道上以特定之速度移動或者於該軌道上之特定位置靜止之滑塊92X、92Y等。而且，於滑塊92Y上安裝有基板保持部8。滑塊92X、92Y係經由控制用之放大器單元等而與控制部5連接，可基於來自控制部5之控制信號而於軌道91X、91Y上以特定之速度移動或者於該軌道上之特定位置靜止。更具體而言，用於檢查之圖像獲取(即攝像)係以如下所謂之步進重複方式進行圖像獲取，即，以靜止狀態進行，於移動至下一攝像位置之後，為了圖像獲取而再次成為靜止狀態。由於形成此種構成，故而本發明之缺陷檢查裝置1使寬能隙半導體基板W之檢查對象之攝像範圍可變，並且儘管為簡單之裝置構成，但與先前相比，可迅速且確實地進行缺陷之檢查，亦可防止缺陷之擴展。再者，於上述中，作為激發光照射部2之實施形態而例示了具備照射倍率變更部25之構成，例示了照射倍率變更部25藉由變更投影透鏡22、23之透鏡間之距離而變更激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)及能量密度的形態。若為此種形態，則以必要最小限度之透鏡片數構成激發光照射部2，並且能夠進行多等級之倍率變更，因而較佳。又，藉由使用投影透鏡22、23，而可懸殊大地設定激發光L1之照射範圍F1～F3之內外之光量差，即便變更照射範圍亦可防止能量損失，並且可變更照射範圍F1～F3內之能量密度。 [另一形態] 但是，於使本發明具體化之方面，並不限定於如上所述之形態，亦可為如下形態，即，作為激發光照射部具備複數個投影倍率不同之投影透鏡，照射倍率變更部切換使激發光L1通過之投影透鏡。圖6係表示使本發明具體化之另一形態之一例之主要部分之概略圖，例示具備激發光照射部2B而代替激發光照射部2之形態。激發光照射部2B具備激發光照射單元20、照射倍率變更部25B、及投影透鏡28a～28c等。構成激發光照射部2B之激發光照射單元20與照射倍率變更部25B係經由安裝配件(未圖示)等而安裝於裝置框架1f。激發光照射單元20由於為與設於上述激發光照射部2者相同之構成，故而省略詳細之說明。照射倍率變更部25B包括轉台式透鏡座與旋轉致動器。旋轉致動器係基於來自控制部5之控制信號使轉台式透鏡座以特定之角度旋轉、靜止者。於轉台式透鏡座安裝有投影倍率互不相同之投影透鏡28a～28c。投影透鏡28a～28c係使自激發光照射單元20之光源21發出之激發光L1聚光並投影、照射至寬能隙半導體基板W中所設定之照射範圍F者。具體而言，投影透鏡28a～28c係將自光源21發出之光以特定之投影倍率投影至照射範圍F1～F3者，各者由包含1片或複數片凸透鏡或凹透鏡之組合透鏡等構成。激發光照射部2B由於形成此種構成，故而可基於來自控制部5之控制信號切換使用之投影透鏡28a～28c而變更投影照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)及能量密度。而且，藉由預先將投影透鏡28a～28c分別最佳化設計成激發光L1之照射範圍F1～F3，而可懸殊大地設定激發光L1之照射範圍F1～F3之內外之光量差，即便變更照射範圍亦可防止能量損失，並且可變更照射範圍F1～F3內之能量密度，因而較佳。再者，本發明之照射倍率變更部並不限定於一面表示圖1或圖6一面說明之上述形態(即照射倍率變更部25、25B)，即便為如下形態，亦可使本發明具體化。圖7係表示使本發明具體化之又一形態之一例之主要部分之概略圖，例示具備激發光照射部2C而代替上述激發光照射部2、25B之形態。激發光照射部2C具備激發光照射單元(未圖示)、擴散板24、投影透鏡22、23、及照射倍率變更部25等。激發光照射單元可例示利用導光件對燈光源等導光之構成，自導光件出射部29出射激發光L1。又，以自導光件出射部29照射之激發光L1照射至擴散板24之方式配置。擴散板24係使被照射激發光L1之面內之照度均勻性提昇者。而且，於隔著擴散板24而與導光件出射部29對向之位置配置有投影透鏡22、23。投影透鏡22、23係將照射至擴散板24並通過之激發光L1投影照射至寬能隙半導體基板W之表面者。而且，構成激發光照射部2C之投影透鏡22、23、擴散板24、照射倍率變更部25B係經由安裝配件(未圖示)等而安裝於裝置框架1f。進而，於照射倍率變更部25之滑塊26上安裝有導光件出射部29。再者，設於激發光照射部2C之投影透鏡22、23與照射倍率變更部25由於為與設於上述激發光照射部2之其等大致相同之構成，故而省略詳細之說明。激發光照射部2C由於形成此種形態，故而藉由基於來自控制部5之控制信號使照射倍率變更部25之滑塊26(即導光件出射部29)移動、靜止於位置P1～P3，而變更投影照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F及能量密度。再者，滑塊26之位置P1～P3預先以激發光L1之照射範圍F成為適於螢光攝像部3中使用之各物鏡30a～30c之照射範圍F1～F3的方式設定。激發光照射部2C由於形成此種構成，故而可基於來自控制部5之控制信號切換導光件出射部29之位置P1～P3而變更投影照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)及能量密度。於該情形時，激發光L1之照射範圍F1～F3之內外之光量差並非如上述激發光照射部2、2B般懸殊大，但能夠以相對簡單之裝置構成變更照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)及能量密度，因而較佳。又，本發明之照射倍率變更部並不限定於此種形態，亦可為如下形態，即，設為具備激發光照射單元20與投影透鏡22且以固定之擴散角照射激發光L1的構成，使激發光照射單元20與投影透鏡22一體地相對於寬能隙半導體基板W靠近或者遠離。照射倍率變更部即便為此種形態，亦可變更投影照射至寬能隙半導體基板W之表面之激發光L1之照射範圍F(例如F1～F3)及能量密度，而可使本發明具體化。 [成為檢查對象之基板、缺陷之種類] 於上述中，作為成為檢查對象之寬能隙半導體基板W之一類型，例示於SiC基板上生長磊晶層而成者，示出對該磊晶層之內部、及與SiC基板之界面產生之缺陷進行檢查之形態。但是，作為寬能隙半導體，並不限定於SiC基板，亦可為包括GaN等半導體之基板。而且，根據成為檢查對象之基板之材料適當設定照射之激發光L1之波長即可。而且，根據成為檢查對象之基板之材料、激發光之波長L1及對於缺陷種類之光致發光之光L2之特性，適當設定用以將缺陷種類分類之濃淡資訊或色資訊即可。又，本發明之缺陷檢查裝置1不僅可應用於形成於寬能隙半導體基板W之表面上之磊晶層中產生之缺陷之檢查，亦可應用於構成寬能隙半導體基板W之材料本身所產生之缺陷之檢查。又，成為檢查對象之缺陷並不限定於上述所例示之缺陷，亦可為微管、穿透螺旋位錯、穿透刃形位錯等位錯缺陷或其他種類之缺陷。而且，根據成為該等檢測對象之缺陷之種類，適當設定激發光L1之波長或通過螢光濾光器部20之光致發光之光L2之波長(即，螢光濾光器部20之濾光波長)即可。 [激發光/螢光濾光片之變化例] 於上述中，例示了如下構成，即，激發光照射部2之激發光照射單元20具備UV-LED作為光源，照射波長365 nm左右之光作為激發光L1，且光致發光之光L2為波長385～800 nm之光(即，靠近可見光區域之紫外光或可見光區域之光)。但是，激發光L1之波長成分根據成為檢查對象之基板或缺陷之種類適當決定即可。同樣地，關於成為用於缺陷檢查之攝像對象之光致發光之光L2，使何種波長頻帶之光通過(即濾光)係根據成為檢查對象之基板或缺陷之種類或激發光L1之波長適當決定即可。具體而言，若成為檢查對象之各種缺陷為生長於SiC基板上之SiC磊晶層中產生者，則照射375 nm以下(所謂之紫外光)之光作為激發光L1，若為生長於GaN基板上之GaN磊晶層中產生者，則照射365 nm以下之深紫外光作為激發光L1。例如，由於成為檢查對象之各種缺陷為生長於GaN基板上之GaN磊晶層中產生者，故而若激發光L1為波長為300 nm附近之深紫外光，光致發光之光L2為350～400 nm之靠近可見光區域之紫外光，則作為螢光觀察濾光片，使用使350 nm以下衰減且使350 nm以上通過之特性者。又，作為設於激發光照射單元20之光源21，並不限定於UV-LED，亦可為使用雷射振盪器或雷射二極體、氙氣燈等之構成。例如，若為使用雷射振盪器或雷射二極體之情形，則構成為使用將YAG(Yttrium Aluminum Garnet，釔鋁石榴石)雷射或YVO4(Yttrium Orthovanadate，釩酸釔)雷射與THG(Third Harmonic Generation，三次諧波產生)組合而成之所謂UV雷射照射特定波長之激發光L1。另一方面，若為使用氙氣燈或金屬鹵素燈、水銀氙氣燈、水銀燈等白色光源之情形，則構成為使用使激發光L1之波長成分通過且吸收或反射除此以外之波長成分之UV透射濾光片或分色鏡等而照射特定波長之激發光L1。再者，光源21可適當選定點光源或面光源等之方式，根據光源之方式設定投影透鏡之焦點距離或配置部位即可。又，螢光濾光器部32並不限定如上所述之構成，亦可利用物鏡30a～30c或影像感測器35之表面所施加之塗膜構成。 [攝像倍率切換部之變化例] 於上述中，作為攝像倍率切換部31，例示了基於來自控制部5之控制信號而滑動、靜止之電動致動器機構。但是，攝像倍率切換部31亦可為利用其他方式切換物鏡30a～30c之構成，亦可利用基於來自控制部5之控制信號而旋轉、靜止之電動旋轉器機構等構成。 [控制部之變化例] 於使本發明具體化之方面，於如上述般以步進重複方式進行圖像獲取之形態之情形時，較佳為於向下一攝像位置移動之期間預先設為不照射激發光L1(所謂熄滅)之狀態。具體而言，設為如下構成，即，連接照明光照射單元20與控制部5，藉由用以利用遠程操作出射照明光之電流之接通/斷開或擋閘之開閉，對激發光L1之接通/斷開進行切換控制。若為此種構成，則控制部5可於利用攝像機33攝像時照射激發光L1，於向下一攝像位置移動之期間切換為不照射激發光L1(所謂之熄滅)之狀態，由於在寬能隙半導體基板W之移動中(即非檢查時)不照射不必要之激發光L1，故而可提高缺陷之擴展防止效果。但是，對該激發光L1之接通/斷開進行切換控制並非必須具備之功能，於以低倍率觀察等能量密度較低之情形或與檢查時間所需之時間相比而於向下一部位移動之期間照射激發光L1之時間較短之情形等時，只要為不那麼影響缺陷之擴展之程度，則亦可始終照射激發光L1。 [相對移動部/攝像機之變化例] 再者，於上述中，作為相對移動部9之一例，例示了以步進重複方式進行圖像獲取之形態，但於使本發明具體化之方面，並不限定於此種方式，亦可為以掃描方式進行圖像獲取之形態。具體而言，可例示如下形態。 (1)使用具備區域感測器之攝像機，使激發光L1頻閃地發光。 (2)使用具備線感測器或TDI(Time Delayed and Integration，時間延遲積分)感測器之攝像機，始終持續照射激發光L1。此時，預先以線感測器或TDI感測器之長度方向與相對移動部9之掃描方向交叉(較理想為正交)之方式配置。又，於上述中，作為相對移動部9之一例，例示了使載置寬能隙半導體基板W之基板保持部8相對於安裝於裝置框架1f之激發光照射部2及螢光攝像部3於X方向及Y方向上移動的形態。但是，相對移動部9並不限定於此種構成，亦可為如下形態。 (1)使激發光照射部2及螢光攝像部3於X方向或Y方向上移動，使基板保持部8於Y方向或X方向上移動。 (2)使激發光照射部2及螢光攝像部3於X方向及Y方向上移動，而基板保持部8預先固定於裝置框架1f。

1‧‧‧缺陷檢查裝置

1f‧‧‧裝置框架

2‧‧‧激發光照射部

2B‧‧‧激發光照射部

2C‧‧‧激發光照射部

3‧‧‧螢光攝像部

4‧‧‧缺陷檢查部

5‧‧‧控制部

8‧‧‧基板保持部

9‧‧‧相對移動部

20‧‧‧激發光照射單元

21‧‧‧光源

22‧‧‧投影透鏡

23‧‧‧投影透鏡

24‧‧‧擴散板

25‧‧‧照射倍率變更部

25B‧‧‧照射倍率變更部

26‧‧‧滑塊

27‧‧‧照射倍率變更部

28a～28b‧‧‧投影透鏡

28c‧‧‧投影透鏡

29‧‧‧導光件出射部

30‧‧‧透鏡部

30a～30c‧‧‧物鏡

31‧‧‧攝像倍率切換部

32‧‧‧螢光濾光器部

33‧‧‧攝像機

34‧‧‧影像感測器

B‧‧‧基底面

E1‧‧‧基底面位錯

E2‧‧‧堆疊缺陷

F‧‧‧照射範圍

F1‧‧‧照射範圍(5倍之物鏡用)

F2‧‧‧照射範圍(10倍之物鏡用)

F3‧‧‧照射範圍(20倍之物鏡用)

L1‧‧‧激發光

L2‧‧‧光致發光之光

P1～P3‧‧‧位置

W‧‧‧寬能隙半導體基板(檢查對象)

W1‧‧‧基板(SiC、GaN等)

W2‧‧‧磊晶層

x‧‧‧方向

y‧‧‧方向

z‧‧‧ 方向

圖1係表示使本發明具體化之形態之一例之整體構成之概略圖。圖2係表示使本發明具體化之形態之一例之主要部分之概略圖。圖3係模式性地表示成為檢查對象之各種缺陷之立體圖。圖4係表示成為檢查對象之基板及各種缺陷之螢光發光特性之圖。圖5係模式性地表示利用本發明拍攝到之各種缺陷之黑白圖像與彩色圖像的影像圖。圖6係表示使本發明具體化之另一形態之一例之整體構成之概略圖。圖7係表示使本發明具體化之又一形態之一例之整體構成之概略圖。

Claims

一種缺陷檢查裝置，其特徵在於其係檢查寬能隙半導體基板中產生之缺陷者，且具備：激發光照射部，其朝向上述寬能隙半導體基板照射激發光；及螢光攝像部，其對藉由將上述激發光照射至上述寬能隙半導體基板而發出之光致發光之光進行拍攝；於上述螢光攝像部，具備複數個觀察倍率不同之物鏡，且設有選擇該複數個物鏡中之任一個而進行切換之攝像倍率切換部，於上述激發光照射部，設有變更上述激發光之照射範圍及能量密度之照射倍率變更部，且具備控制部，該控制部係根據於上述攝像倍率切換部選擇之物鏡之觀察倍率，變更上述照明倍率變更部中之上述激發光之照射範圍及能量密度。
如請求項1之缺陷檢查裝置，其中上述激發光照射部具備複數個投影倍率不同之投影透鏡，且上述照射倍率變更部切換使上述激發光通過之投影透鏡。
如請求項1之缺陷檢查裝置，其中上述激發光照射部具備使上述激發光通過之複數個透鏡，且上述照射倍率變更部變更上述複數個透鏡間之距離。