JP6215677B2 - 顕微ラマン分光装置および顕微ラマン分光システム - Google Patents
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Description
ウェハ搬送ロボット209またはステージ303によって、測定試料を顕微視野の範囲へ移動する。
測定試料によって、狭範囲照射(スポット照射)か広範囲照射かを選択する。対物レンズ131を入れ替える機構またはオートフォーカス機構により、斜射照明の照射範囲を選択する。
減衰フィルター103によって、斜射照明の強度を調整する。
斜射照明の偏光可変を設定する。ラマン散乱光は測定試料の形状によって強度が変化するため、適切な偏光方向に設定する必要がある。しかし、測定試料が粒子試料10の場合は、測定試料の形状を電子顕微鏡などで確認しない限り把握することができない。そこで、ラマン測定中の高感度冷却CCDを露光している間に、斜射光学系は偏光方向を少しふることができる機構を備えている。偏光方向をふることで平均値を得ることができる。その偏光可変を有効にするか無効にするかを設定する。可変動作をしない場合は、カメラ142で検出するレイリー散乱光の強度が一番大きいところで固定する。予め測定試料の形状が分かっていれば、固定のままスキップする。
斜射照明の照射位置を設定する。測定試料の位置検出またはラマン散乱光の励起のための照明光として、照射位置は決定される。照射位置は走査光学系132によって設定される。
斜射照明の照射位置の設定が終了したか否かを確認する。斜射光学系が2つ以上ある場合は、もう一度別の軸に対して、ステップP2からステップP5を繰り返す。
落射照明の強度を設定する。落射照明の強度設定は、ビームスプリッタ134で分配率を変える、または分岐後の減衰フィルターで強度を調整することにより行う。ここでは、例えば測定試料の検出位置の目印用として落射照明の強度は微弱に設定される、またはラマン散乱光の励起用として落射照明の強度は強く設定される。ラマン測定とは別に明視野顕微の照明が必要な場合は、同一の落射光学系においてランプまたはLEDなどの照明の調整を行う。
落射照明の照射位置および測定点を走査光学系110により決定する。
測定試料のドリフトまたは測定試料自体の移動が生じた場合、レーザ光を追従させるか否かの追従機能の設定を行う。
レーザ光を測定試料に照射して、ラマン測定を開始する。検出器126の測定(高感度冷却CCDの露光)を開始する。
前記ステップP4に従い、必要があれば、ラマン測定中に偏光方向をふる(偏光方向を変化させる)。
前記ステップP9に従い、必要があれば、測定試料の位置を常時監視し、レーザ光が常に照射するように、走査光学系110,132により追従する。
検出器126の測定(高感度冷却CCDの露光)を終了する。ラマン励起光を停止し、ラマン測定を終了する。
分光器125および検出器126によって測定したラマン散乱光をスペクトル表示し、格納する。
スペクトル評価および分析を行い、例えば任意の波数の強度を格納する。ここで、例えば前述の図6(d)に示したラマンイメージの画素の一点が測定できたことになる。
100 顕微ラマン光学系
101 レーザ
102 偏光調整器
103 減衰フィルター
104 レーザラインフィルター
105 空間フィルター
110 走査光学系
111 対物レンズ
112 結像レンズ
113 走査レンズ
114 ガルバノミラー
115 ビームスプリッタ
121 結像レンズ
122 共焦点ピンホール
123 コリメートレンズ
124 ラマンフィルター
125 分光器
126 検出器
130 斜射光学系
131 対物レンズ
132 走査光学系
133 偏光調整器
134,141 ビームスプリッタ
142 カメラ
150 光軸
200 顕微ラマン分光システム
201 顕微ラマン分光装置
202 システムコントローラ
203 ミニエンバイロメントウェハ搬送システム
204 ロードポート
205 FOUP
206 半導体ウェハ
207 ファンフィルターユニット
209 ウェハ搬送ロボット
211 アライナー
212 ディスプレイ
301 試料室
302 試料室雰囲気調整器および検出器
303 ステージ
305 除振装置
306 ベース
401 半導体製造装置または半導体検査装置
402 ロードポート型の顕微ラマン分光装置
501 簡易型の顕微ラマン分光装置
601 スポット
602 顕微視野の範囲
603 落射光学系の光軸
604 斜射照明範囲
605 斜射光学系の光軸
701,801 スポット
802 対物レンズ
901 微粒子群基板
902 チップの先端
903 チップ(探針)
1202,1301 スポット
1402 スキャン方向
LAE,LAP レーザ光
Claims (9)
- 検査体の面上の試料の位置を検出するための第1レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第1光学系と、
ラマン散乱光を励起するための第2レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第2光学系と、
を有し、
前記第1レーザ光は、前記検査体の面に対して90度未満の第1角度を有する第1方向から前記試料へ照射され、
前記試料の位置は、暗視野顕微画像によって認識され、
前記第1光学系は、前記第1レーザ光の偏光を変える機構を有し、
前記第1レーザ光の偏光を変えながら、前記第2レーザ光を前記試料へ照射する、顕微ラマン分光装置。 - 検査体の面上の試料の位置を検出するための第1レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第1光学系と、
ラマン散乱光を励起するための第2レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第2光学系と、
を有し、
前記第1レーザ光は、前記検査体の面に対して90度未満の第1角度を有する第1方向から前記試料へ照射され、
前記試料の位置は、暗視野顕微画像によって認識され、
前記第1レーザ光のレーザ強度と前記第2レーザ光のレーザ強度との比を調整する機構を有する、顕微ラマン分光装置。 - 検査体の面上の試料の位置を検出するための第1レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第1光学系と、
ラマン散乱光を励起するための第2レーザ光を、前記試料へ照射する1つまたは2つ以上の第2光学系と、
を有し、
前記第1レーザ光は、前記検査体の面に対して90度未満の第1角度を有する第1方向から前記試料へ照射され、
前記試料の位置は、暗視野顕微画像によって認識され、
前記第1光学系は、フォーカス調整機構および入射角調整機構を有する、顕微ラマン分光装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の顕微ラマン分光装置において、
前記第2レーザ光は、前記検査体の面に対して垂直に前記試料へ照射される、または、前記検査体の面に対して90度未満の第2角度を有する第2方向から前記試料へ照射される、顕微ラマン分光装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の顕微ラマン分光装置において、
前記第1光学系は、前記第1レーザ光が顕微視野内を走査する第1走査機構を有し、
前記第2光学系は、前記第2レーザ光が前記顕微視野内を走査する第2走査機構を有する、顕微ラマン分光装置。 - 請求項5記載の顕微ラマン分光装置において、
前記第1レーザ光および前記第2レーザ光が前記試料の位置を追従する、顕微ラマン分光装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の顕微ラマン分光装置において、
前記試料を載置するステージと、
前記試料を保管する試料室と、
前記ステージおよび前記試料室の温度調整を行う機構と、
をさらに有する、顕微ラマン分光装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の顕微ラマン分光装置を備える顕微ラマン分光システムであって、
半導体ウェハを搬送する搬送ロボットと、
前記半導体ウェハの位置合わせを行うアライナーと、
前記半導体ウェハを収納するカセットと、
前記カセットを載置し、前記カセットを開閉するロードポートと、
筐体内のダウンフローを行うファインフィルターユニットと、
システム制御部と、
をさらに備える顕微ラマン分光システム。 - 請求項8記載の顕微ラマン分光システムにおいて、
前記顕微ラマン分光装置は、前記カセットまたは前記ロードポートに実装できるサイズである、顕微ラマン分光システム。
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