JP5633099B1 - 欠陥分類方法及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の別の目的は、炭化珪素基板に存在する欠陥を高精度に分類できる欠陥分類方法及び装置を実現することにある。
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離し、反射光と可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を検出する第1の検査工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を検出する第2の検査工程と、
前記第1及び第2の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における反射光検査の検査結果を参照して欠陥を分類することを特徴とする。
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、散乱光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離し、散乱光と可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された散乱光から欠陥を検出し、散乱光による欠陥像を形成する第1の検査工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第2の検査工程と、
前記第1及び第2の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における散乱光検査の検査結果を参照して欠陥を分類することを特徴とする。
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光、バンド端発光波長に相当する第1の波長域のフォトルミネッセンス光、及び前記第1の波長域よりも波長の長い第2の波長域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を形成する第1の検査工程と、
検出された第1の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、第1の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第2の検査工程と、
検出された第2の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、第2の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第3の検査工程と、
前記第1〜第3の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第3の検査工程において第2の波長域のフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における反射光検査の検査結果を参照して、検出された欠陥を分類することを特徴とする。
照明ビームを発生する光源を有し、光源から出射した照明ビームを検査すべき炭化珪素基板に向けて投射する照明手段と、
前記照明ビームにより炭化珪素基板の表面を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された光から、反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離する分離手段と、
分離された反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を検出する第1の欠陥像検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を検出する第2の欠陥像検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥像検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段によりフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の欠陥像検出手段による反射光検査の検査結果を参照して検出された欠陥を分類することを特徴とする。
前記欠陥分類手段には、分類すべき欠陥情報として欠陥のアドレスを含む情報が入力し、
前記欠陥分類手段は、分類すべき欠陥情報が入力した際、前記欠陥メモリにアクセスし、入力した欠陥情報に含まれるアドレスにおける欠陥像の有無及び欠陥像の形状に基づいて欠陥を分類することを特徴とする。
さらに、基底面内欠陥は、反射画像中にはほとんど出現せず、フォトルミネッセンス画像中にライン状の画像として出現する特性を有し、この特性は積層欠陥やキャロット欠陥とは異なる特性である。従って、炭化珪素基板について照明ビームを用いて1回走査し、反射光及びフォトルミネッセンス光の両方を並行して検出することにより、基底面内欠陥を他の欠陥から区別して分類することができる。
2 光ファイババンドル
3 フィルタ
4 集束性レンズ
5 スリット
6 偏光子
7 ハーフミラー
8 リレーレンズ(結像レンズ)
9 振動ミラー
10,11 リレーレンズ
12 第1のダイクロィックミラー
13 ノマルスキープリズム
14 対物レンズ
15 ステージ
16 炭化珪素基板
17 位置センサ
18 検光子
19 ポジショナ
20 第1の光検出手段
21,27,28 増幅器
30〜32 A/D変換器
33〜35 画像形成手段
36 欠陥像検出手段
37 欠陥画像メモリ
38 欠陥形状判定手段
39 欠陥データメモリ
40 欠陥分類手段
43 出力手段
Claims (23)
- 炭化珪素基板に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離し、反射光と可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を検出する第1の検査工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を検出する第2の検査工程と、
前記第1及び第2の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における反射光検査の検査結果を参照して、欠陥を分類することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項1に記載の欠陥分類方法において、前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出され、前記第1の検査工程において同一のアドレス位置に反射光の欠陥像が検出されず又は明暗の輝度分布を有する欠陥像が検出された場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項2に記載の欠陥分類方法において、前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光のライン状の欠陥像が検出され、第1の検査工程において同一のアドレス位置に反射光の欠陥像が検出されず又は明暗の輝度分布を有する反射光の欠陥像が検出された場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項1に記載の欠陥分類方法において、前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光のライン状の欠陥像が検出され、第1の検査工程において同一のアドレス位置にライン状の反射光の欠陥像が検出された場合、検出された欠陥はキャロット欠陥として分類されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の欠陥分類方法において、前記第1の検査工程において点状ないしブロック状の明暗の輝度分布を有する欠陥像が検出され、第2の検査工程において同一のアドレス位置に欠陥像が検出されない場合、検出された欠陥は貫通螺旋転位又は貫通刃状転位として分類され、第1の検査工程において点状の低輝度画像の欠陥像が検出され、第2の検査工程において同一のアドレス位置に欠陥像が検出されない場合、検出された欠陥はマイクロパイプ欠陥として分類されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項1に記載の欠陥分類方法において、前記第1の検査工程で形成される反射光による欠陥像は微分干渉画像であることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、散乱光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離し、散乱光と可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光とをそれぞれ検出する工程と、
検出された散乱光から欠陥を検出し、散乱光による欠陥像を形成する第1の検査工程と、
検出されたフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第2の検査工程と、
前記第1及び第2の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における散乱光検査の検査結果を参照して欠陥を分類することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項7に記載の欠陥分類方法において、前記第2の検査工程においてフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出され、前記第1の検査工程において同一のアドレス位置に欠陥像が検出されない場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項6又は7に記載の欠陥分類方法において、前記照明ビームは紫外光により形成され、当該照明ビームは炭化珪素基板の表面に対して斜めに投射されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板に存在する基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する欠陥分類方法であって、
炭化珪素基板に向けて照明ビームを投射し、照明ビームにより炭化珪素基板を走査する工程と、
炭化珪素基板から出射する反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する工程と、
前記集光された光から、反射光、バンド端発光波長に相当する第1の波長域のフォトルミネッセンス光、及び前記第1の波長域よりも波長の長い第2の波長域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する工程と、
検出された反射光から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を形成する第1の検査工程と、
検出された第1の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、第1の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第2の検査工程と、
検出された第2の波長域のフォトルミネッセンス光から欠陥を検出し、第2の波長域のフォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第3の検査工程と、
前記第1〜第3の検査工程において検出された欠陥を分類する欠陥分類工程とを含み、
前記第3の検査工程において第2の波長域のフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の検査工程における反射光検査の検査結果を参照して、検出された欠陥を分類することを特徴とする欠陥分類方法。 - 請求項10に記載の欠陥分類方法において、前記第3の検査工程において第2の波長域のフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出され、前記第1の検査工程において欠陥像が検出されず又は明暗の輝度分布を有する欠陥像が検出された場合、当該欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項10に記載の欠陥分類方法において、前記第1の波長域は炭化珪素のバンド端発光波長に等しい波長又はその近傍に設定され、前記第2の波長は可視域又は赤外域の波長範囲に設定されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 請求項10、11又は12に記載の欠陥分類方法において、前記第2の検査工程においてブロック状の低輝度欠陥像が検出された場合、検出された欠陥は積層欠陥として分類されることを特徴とする欠陥分類方法。
- 炭化珪素基板に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する検査装置であって、
照明ビームを発生する光源を有し、光源から出射した照明ビームを検査すべき炭化珪素基板に向けて投射する照明手段と、
前記照明ビームにより炭化珪素基板の表面を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した反射光及びフォトルミネッセンス光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された光から、反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離する分離手段と、
分離された反射光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、反射光による欠陥像を検出する第1の欠陥像検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を検出する第2の欠陥像検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥像検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段によりフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の欠陥像検出手段による反射光検査の検査結果を参照して検出された欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 請求項14に記載の検査装置において、前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段によりフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出され、前記第1の欠陥像検出手段による反射光検査において、同一のアドレス位置に反射光の欠陥像が検出されず又は明暗の輝度分布を有する反射光の欠陥像が検出された場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする検査装置。
- 請求項14又は15に記載の検査装置において、前記信号処理装置は、前記第1及び第2の欠陥像検出手段により検出された欠陥像の形状及びその位置を示す情報を含む欠陥データを作成する手段、及び作成された欠陥データを記憶する記憶手段をさらに有し、
前記欠陥分類手段には、分類すべき欠陥情報として欠陥の形状及びアドレスを含む情報が入力し、
前記欠陥分類手段は、分類すべき欠陥情報が入力した際、前記記憶手段にアクセスし、入力した欠陥情報に含まれるアドレスにおける欠陥像の有無及び欠陥像の形状を参照して欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 請求項16に記載の検査装置において、前記記憶手段は、前記第1の欠陥像検出手段により検出された反射光の欠陥像について、その形状及び位置を示す情報を含む欠陥データを記憶する第1の欠陥データメモリと、前記第2の欠陥像検出手段により検出されたフォトルミネッセンス光の欠陥像について、その形状及び位置を示す情報を含む欠陥データを記憶する第2の欠陥データメモリとを含むことを特徴とする検査装置。
- 請求項17に記載の検査装置において、前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段により検出された欠陥を分類する第1の分類手段及び前記第1の欠陥像検出手段により検出された欠陥を分類する第2の分類手段を有し、
前記第1の分類手段は、分類すべき欠陥情報が入力した際、前記第1の欠陥データメモリにアクセスし、対応するアドレスにおける欠陥像の有無及び欠陥像の形状を参照して欠陥を分類し、
前記第2の分類手段は、分類すべき欠陥情報が入力した際、前記第2の欠陥データメモリにアクセスし、対応するアドレスにおける欠陥像の有無及び欠陥像の形状を参照して欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 請求項14から18までのいずれか1項に記載の検査装置において、前記照明手段は、炭化珪素基板に向けてほぼ垂直の入射角で可視域の第1照明ビームを投射する第1の照明系と、炭化珪素基板に向けて斜めの入射角で紫外域の第2の照明ビームを投射する第2の照明系とを有し、
前記第1及び第2の照明ビームは、炭化珪素基板の同一の部位を照明することを特徴とする検査装置。 - 請求項19に記載の検査装置において、前記第2の照明系は、P偏光した紫外域の照明ビームをブュースター角にほぼ等しい入射角で炭化珪素基板に向けて投射することを特徴とする検査装置。
- 請求項14から20までのいずれか1項に記載の検査装置において、さらに、前記対物レンズにより集光された光からバンド端発光波長域のフォトルミネッセンス光を選択的に分光する手段及びバンド端発光光を受光する第3の光検出手段を有し、
前記信号処理装置は、前記第1〜第3の光検出手段の出力信号を用いて欠陥を検出し、検出された欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 炭化珪素基板に存在する欠陥を検出し、基底面内欠陥を他の結晶欠陥から区別して分類する検査装置であって、
紫外域の照明ビームを発生する光源を有し、光源から出射した照明ビームを検査すべき炭化珪素基板に向けて斜めに投射する照明手段と、
前記照明ビームにより炭化珪素基板を走査する走査手段と、
炭化珪素基板から出射した散乱光及びフォトルミネッセンス光を集光する手段と、
前記集光された光から、散乱光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ分離する分離手段と、
分離された散乱光及び可視域又は赤外域のフォトルミネッセンス光をそれぞれ検出する第1及び第2の光検出手段と、
前記第1及び第2の光検出手段から出力される出力信号に基づき欠陥を検出し、検出された欠陥を分類する信号処理装置とを具え、
前記信号処理装置は、前記第1の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、散乱光による欠陥像を形成する第1の欠陥像検出手段と、
前記第2の光検出手段の出力信号から欠陥を検出し、フォトルミネッセンス光による欠陥像を形成する第2の欠陥像検出手段と、
前記第1及び第2の欠陥像検出手段により検出された欠陥を分類する欠陥分類手段とを含み、
前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段によりフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出された場合、前記第1の欠陥像検出手段による散乱光検査の検査結果を参照して検出された欠陥を分類することを特徴とする検査装置。 - 請求項22に記載の検査装置において、前記欠陥分類手段は、前記第2の欠陥像検出手段によりフォトルミネッセンス光の欠陥像が検出され、前記第1の欠陥像検出手段による散乱光検査において、同一のアドレス位置に散乱光の欠陥像が検出されない場合、検出された欠陥を基底面内欠陥として分類することを特徴とする検査装置。
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