JP7160496B2 - 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、以下に列記される出願(複数可)(「関連出願」)からの最先の有効出願日(複数可)の利益に関し、かつこれを主張する(例えば、仮特許出願以外に対する最先の有効出願日を主張するか、または仮特許出願に対する米国特許法第119条(e)項の下で、関連出願(複数可)のあらゆる親出願、親出願の親出願、さらにその親出願などに対する利益を主張する)。
USPTO法定外要件の目的で、本出願は、2013年6月26日出願の、発明者がROMAIN SAPPEYである、PHOTOLUMINESCENCE AND DEFECT INSPECTION SYSTEMS AND METHODSと題する、出願第61/839,494号の米国仮特許出願の通常の(非仮)特許出願を構成する。
Claims (24)
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のためのシステムであって、
前記試料の一部分上に第1の波長の光ビームを方向付けるように構成される第1の放射線源であって、前記第1の波長の光ビームが、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、第1の放射線源と、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線を少なくとも含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系が、前記試料からの前記放射線を、光ルミネセンス放射線の複数の部分に分離するように構成され、各部分が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記放射線の異なるスペクトル範囲中の1つ以上の波長を含む、フィルタ下位系と、
複数のセンサを含む検出下位系であって、各センサが、前記フィルタ下位系によって透過される光ルミネセンス放射線の前記複数の部分のうちの1つの1つ以上の特徴を測定するのに好適である、検出下位系と、
前記複数のセンサのそれぞれに通信可能に連結される制御装置であって、前記複数のセンサのそれぞれによって検出される前記光に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するように構成される、制御装置と、
を備え、
前記フィルタ下位系が、前記試料から受容される前記放射線を複数のスペクトルビンに分離するために、複数の光学素子及び複数の狭帯域フィルタを含み、
前記複数の光学素子及び前記複数の狭帯域フィルタが、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥の1つ以上の予想されるスペクトル特徴に従って、前記複数のスペクトルビンのそれぞれを定義し、
前記複数のスペクトルビンは、積層不良及び基底面転位の両方の検出に対応する、システム。 - 前記制御装置が、前記複数のセンサのそれぞれによって測定される1つ以上の信号に基づき、前記1つ以上の検出された光ルミネセンス欠陥を分類するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記試料の一部分上に、第2の波長の光ビームを方向付けるように構成される第2の放射線源をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記フィルタ下位系が、前記第1の波長を含む放射線及び前記第2の波長を含む放射線の少なくとも1つに、前記放射線を分離するようにさらに構成される、請求項3に記載のシステム。
- 前記検出下位系が、前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の波長を含む放射線の1つ以上の特徴を測定するのに好適なセンサと、前記フィルタ下位系によって透過される前記第2の波長を含む放射線を測定するのに好適な追加のセンサとのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載のシステム。
- 前記制御装置は、前記第1の波長を含む放射線の1つ以上の特徴を測定するのに好適な少なくとも1つの前記センサと、前記第2の波長を含む放射線を測定するのに好適な追加のセンサとの少なくとも1つによって測定される前記光に基づき、1つ以上の散乱欠陥を検出するようにさらに構成される、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数の光学素子及び前記複数の狭帯域フィルタが、複数の半値全幅を光ルミネセンススペクトルの一組の対応する強度ピークに一致させ、各強度ピークが、ある種類の積層不良の存在を示す、請求項1に記載のシステム。
- 前記フィルタ下位系が、複数のNUVスペクトルビン、複数のUVビン、及び複数の可視スペクトルビンのうちの少なくとも1つに、前記試料から受容される前記放射線を分離するために、複数の光学素子及び複数の狭帯域フィルタを含む、請求項1に記載のシステム。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のためのシステムであって、
前記試料の一部分上に第1の光ビームを方向付けるように構成される第1の放射線源と、
前記試料の一部分上に、第2の光ビームを方向付けるように構成される第2の放射線源であって、前記第2の光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、第2の放射線源と、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線を少なくとも含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系が、前記試料からの前記放射線を2つ以上の放射線部分に分離するように構成され、少なくとも第1の放射線部分が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む、フィルタ下位系と、
前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第1のセンサを少なくとも含む、検出下位系と、
少なくとも前記第1のセンサに通信可能に連結される制御装置であって、少なくとも前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴に基づき1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するように構成される、制御装置と、
を備え、
前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥が、
1つ以上の積層不良欠陥及び1つ以上の基底面転位をともに含む、システム。 - 前記制御装置が、前記試料の光ルミネセンス欠陥のない範囲中の前記第1のセンサからの信号を、前記試料の測定された領域から取得される前記第1のセンサからの信号と比較することによって、少なくとも前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記制御装置が、少なくとも前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴と前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥の位置とに基づき、前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥をマッピングするようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記制御装置が、少なくとも前記第1のセンサによって測定される前記1つ以上の特徴に基づき、前記検出された1つ以上の光ルミネセンス欠陥を分類するようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記試料が半導体デバイスである、請求項9に記載のシステム。
- 前記半導体デバイスが、広バンドギャップ半導体デバイスである、請求項13に記載のシステム。
- 前記第1の放射線源及び前記第2の放射線源のうちの少なくとも1つは、レーザである、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の放射線源及び前記第2の放射線源のうちの少なくとも1つは、紫外線レーザである、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の放射線源及び前記第2の放射線源のうちの少なくとも1つは、連続波(CW)レーザである、請求項9に記載のシステム。
- 少なくとも前記第1の放射線源及び前記第2の放射線源を用いて走査プロセスを実施するために、前記試料を固定し、前記試料を選択的に作動させるように構成される試料台アセンブリ、をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1のセンサが光電子増倍管(PMT)を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1のセンサが、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥から出射される可視光ルミネセンス光及び近赤外光のうちの少なくとも1つを測定するように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記第2の放射線源によって出射される前記光と一致する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される第2のセンサ、をさらに備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の放射線源によって出射される前記光と一致する波長における前記試料の1つ以上の欠陥からの散乱放射線を測定するように構成される第3のセンサ、をさらに備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記第2のセンサ及び前記第3のセンサのうちの少なくとも1つが、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥から紫外線光ルミネセンス光を測定するように構成される、請求項22に記載のシステム。
- 試料の欠陥検出及び光ルミネセンス測定のためのシステムであって、
前記試料の一部分上に第1の光ビームを方向付けるように構成される第1の放射線源と、
前記試料の一部分上に、第2の光ビームを方向付けるように構成される第2の放射線源であって、前記第2の光ビームは、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥に光ルミネセンス光を出射させるのに好適である、第2の放射線源と、
前記試料からの放射線を収集するように構成される一組の収集光学素子であって、前記試料からの前記放射線が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される光ルミネセンス放射線を少なくとも含む、一組の収集光学素子と、
前記一組の収集光学素子によって収集される前記放射線の少なくとも一部分を受容するように構成されるフィルタ下位系であって、前記フィルタ下位系が、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光と関連する可視または近赤外スペクトル中の1つ以上の波長を含む第1の放射線部分と、前記第1の放射線源からの光を含む第2の放射線部分と、前記第2の放射線源からの光を含む第3の放射線部分と、前記試料の前記1つ以上の光ルミネセンス欠陥によって出射される前記光ルミネセンス光と関連する紫外線スペクトル中の1つ以上の波長を含む少なくとも第4の放射線部分との少なくとも1つに、前記試料からの前記放射線を分離するように構成される、フィルタ下位系と、
前記フィルタ下位系によって透過される前記第1の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第1のセンサと、前記フィルタ下位系によって透過される前記第2の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第2のセンサと、前記フィルタ下位系によって透過される前記第3の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第3のセンサと、前記フィルタ下位系によって透過される前記第4の放射線部分の1つ以上の特徴を測定するための第4のセンサと、の少なくとも1つを含む、検出下位系と、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び前記第3のセンサの少なくとも1つに通信可能に連結される制御装置であって、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、前記第3のセンサ、前記第4のセンサの少なくとも1つによって測定される前記光に基づき、1つ以上の光ルミネセンス欠陥を検出するように構成される、制御装置と、
を備え、
前記フィルタ下位系が、前記試料から受容される前記放射線を複数のスペクトルビンに分離するために、複数の光学素子及び複数の狭帯域フィルタを含み、
前記複数の光学素子及び前記複数の狭帯域フィルタが、前記試料の1つ以上の光ルミネセンス欠陥の1つ以上の予想されるスペクトル特徴に従って、前記複数のスペクトルビンのそれぞれを定義し、
前記複数のスペクトルビンは、積層不良及び基底面転位の両方の検出に対応するシステム。
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