(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの欠陥検出およびフォトルミネセンス測定のためのシステムにおいて、
前記サンプルに放射を当てるように構成された放射源と、
サンプル放射を受けるために前記サンプルの上方に配置された光学アセンブリであって、前記サンプル放射が、前記サンプルで反射した放射、前記サンプルで散乱した放射、または前記サンプルから放射された放射のうちの少なくとも１つであり、前記光学アセンブリが、前記サンプル放射を収集するように構成される、光学アセンブリと、
前記光学アセンブリによって収集された前記サンプル放射を受けるように構成されたフィルタモジュールであって、前記フィルタモジュールが、前記光学アセンブリによって収集された前記サンプル放射を、第１の放射部分と第２の放射部分とに分離する、フィルタモジュールと、
前記フィルタモジュールから前記第１の放射部分を受けるように構成され、前記第１の放射部分を用いてサンプルの少なくとも１つの欠陥を検出する欠陥検出モジュールと、
前記フィルタモジュールから前記第２の放射部分を受けるように構成され、分光計を含み、前記第２の放射部分を用いてサンプルの局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出するフォトルミネセンス測定モジュールであって、前記フォトルミネセンス測定モジュールは、検出された前記局部的なフォトルミネセンススペクトルに基づいてフォトルミネセンスマッピングを提供し、前記欠陥検出モジュールおよび前記フォトルミネセンス測定モジュールが、前記第１の放射部分および前記第２の放射部分を実質的に同時にそれぞれ受けるように構成される、フォトルミネセンス測定モジュールと
を備え、前記欠陥検出モジュールと前記フォトルミネセンス測定モジュールの少なくとも１つは、検出された欠陥と前記フォトルミネセンスマッピングを相間させ、相間に基づいて少なくとも１つの半導体製品の変数の調整を決定する、システム。
【請求項２】
前記分光計と前記第２の放射部分との間のファイバー結合器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
光検出器と、
分岐型ファイバー結合器であって、前記第２の放射部分と前記光検出器および前記分光計の各々との間に配置され、前記第２の放射部分の少なくとも一部分を前記光検出器および前記分光計の各々にパスする、分岐型ファイバー結合器と
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記フィルタモジュールが、第１のフィルタおよび第２のフィルタを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のフィルタが、第２のフィルタリングされた部分から第１のフィルタリングされた部分を実質的に分離するように構成され、前記第２のフィルタが、前記第１のフィルタから前記第２のフィルタリングされた部分を受けるように構成される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２のフィルタが、第４のフィルタリングされた部分から第３のフィルタリングされた部分を実質的に分離するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記欠陥検出モジュールが、第１の光検出器と第２の光検出器とを含み、前記第１の光検出器が、前記第１のフィルタリングされた部分を受けるように構成され、前記第２の光検出器が、前記第３のフィルタリングされた部分を受けるように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のフィルタリングされた部分が第１の波長を有し、前記第２のフィルタリングされた部分が第２の波長よりも小さく、前記第３のフィルタリングされた部分が第４の波長より小さく、前記第４のフィルタリングされた部分が第３の波長よりも大きい、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の波長が約６６０ナノメートルであり、前記第２の波長が約６５０ナノメートルであり、前記第３の波長が約４１５ナノメートルであり、前記第４の波長が約４１０ナノメートルである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記欠陥検出モジュールが、第１の放射検出器と第２の放射検出器とを含み、前記第１の放射検出器が、前記第１のフィルタから放射を受けるように構成され、前記第２の放射検出器が、前記第２のフィルタから放射を受けるように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記放射源は、第１の放射源と第２の放射源とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の放射源が、前記サンプルに方向づけられる傾斜入力レーザビームを発生するように構成され、前記第２の放射源が、実質的に垂直な入射レーザビームを発生するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の放射部分が、前記傾斜入力レーザビームからの散乱放射、または前記実質的に垂直な入射レーザビームからの散乱放射の少なくとも１つを含み、前記第２の放射部分が、前記サンプルからのフォトルミネセンスを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記欠陥検出モジュールと前記フォトルミネセンス測定モジュールとが光学ヘッドを共有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法において、
前記サンプルに照射することと、
前記サンプルから放射を収集することであって、前記収集された放射が、前記サンプルで反射した放射、前記サンプルで散乱した放射、または前記サンプルから放射された放射のうちの少なくとも１つである、収集することと、
第１の放射部分と第２の放射部分との間の前記収集された放射をフィルタリングすることと、
前記第１の放射部分を欠陥検出モジュールにパスすることと、
前記第２の放射部分をフォトルミネセンス測定モジュールにパスすることと、
前記第１の放射部分および前記第２の放射部分を実質的に同時に分析することと
を含み、
前記欠陥検出モジュールで前記第１の放射部分を用いてサンプルの少なくとも１つの欠陥を検出し、
前記フォトルミネセンス測定モジュールで前記第２の放射部分を用いてサンプルの局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出し、前記局部的なフォトルミネセンススペクトルを用いてフォトルミネセンスマッピングを提供し、
検出された欠陥と前記フォトルミネセンスマッピングを相間させ、
相間に基づいて少なくとも１つの半導体製品の変数を調整する、
方法。
【請求項１６】
前記局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出することは、前記第２の放射部分からのスペクトルフォトルミネセンスを測定することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出することは、
前記第２の放射部分からのスペクトルフォトルミネセンスを測定することと、
前記第２の放射部分からの集積フォトルミネセンスを測定すること
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出することは、
前記第２の放射部分からの集積フォトルミネセンスを測定すること
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、
前記フォトルミネセンスマッピングに基づいて前記対象サイトのサンプルの少なくとも一部から製造された発光ダイオードの発光スペクトルを決定する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記フォトルミネセンス測定モジュールは、前記フォトルミネセンスマッピングに基づいて前記サンプルの少なくとも一部から製造された発光ダイオードの発光スペクトルを決定する、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、検査システムの分野に関し、より詳細には、欠陥検査およびフォトルミネセンス測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的時間がかかるプロシージャの品質とその整合性とを保証するためには、電子部品製造（たとえば、高輝度ＬＥＤ製造）中に使用される堆積プロセスの性能を適切に監視することが重要である。フォトルミネセンス（ＰＬ）マッピングおよび欠陥検査を含む様々なエクスシトゥープロセスを利用することができる。特定の励起状態において、局所的なフォトルミネセンススペクトルは、デバイスを作製したときに、ウエハの測定された領域からのＬＥＤのどの発光スペクトルであるかを示し得る。温度変動または勾配を含む様々なプロセス条件まで、ＰＬピーク波長の測定された不均一性を追跡することができ、不要なプロセス条件を修正するために利用することができる。
【０００３】
欠陥検査は、表面欠陥のサイズ／タイプ、粒子、エピ層の厚さの不規則性などを含む半導体材料の性能を妨げ得るウエハの様々な欠陥を検出および監視するために利用することができる。欠陥検査は、堆積技法の後に利用することができ、したがって、最終製品の組付けより前に製造プロセスの比較的速い段階で欠陥を検出するために欠陥検査の結果を使用することができる。
【０００４】
現在、ＰＬマッピングと欠陥検出の両方を実行するためには、２つの別個のプラットフォームが利用されている。そのような構成により、所有／維持している２つの別々のプラットフォームに関連するコスト、（ウエハに対する汚染のリスクを高める）ウエハを処理する複数のステップ、別々のプラットフォームからの別々のデータを相関させることの難しさ、ならびに２つの別々の監視技法を実行することに関連する時間およびコストを含む望ましくない結果がもたらされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６４３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、連続的して、または連続しないで２つの別々のプラットフォームを使用することの上述の制限に対処する欠陥検査およびフォトルミネセンス測定システムを提供することが望ましい。さらに、同じ高分解能で取られた散乱データとＰＬデータとの組合せが、新しいレベルの特徴づけと特定の欠陥タイプの理解とを可能にすることができるような欠陥検査およびフォトルミネセンス測定システム（たとえば高輝度ＬＥＤの製造に適切なもの）を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
サンプルの欠陥検出およびフォトルミネセンス測定のためのシステムは、限定はしないが、サンプルに放射を当てるように構成された放射源を含むことができる。本システムはまた、サンプル放射を受けるためにサンプルの上方に配置された光学アセンブリを含むことができる。サンプル放射は、サンプルで反射した放射、サンプルで散乱した放射、またはサンプルから放射された放射のうちの少なくとも１つであり得、光学アセンブリは、サンプル放射を収集するように構成される。本システムはまた、光学アセンブリで反射または散乱したサンプル放射を受けるように構成されるフィルタモジュールを含むことができる。フィルタモジュールは、光学アセンブリで反射または散乱してサンプル放射を、第１の放射部分と第２の放射部分とに分離することができる。本システムはまた、フィルタモジュールから第１の放射部分を受けるように構成された欠陥検出モジュールを含むことができる。本システムはまた、フィルタモジュールから第２の放射部分を受けるように構成されたフォトルミネセンス測定モジュールを含むことができる。本システムは、フィルタモジュールから第２の放射部分を受けるように構成されたフォトルミネセンス測定モジュールをさらに含むことができる。欠陥検出モジュールおよびフォトルミネセンス測定モジュールは、第１の放射部分および第２の放射部分を実質的に同時にそれぞれ受けるように構成することができる。
【０００８】
サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法は、限定はしないが、サンプルに照射することと、サンプルから放射を収集することであって、収集された放射が、サンプルで反射した放射、サンプルで散乱した放射、またはサンプルから放射された放射のうちの少なくとも１つである、収集することと、第１の放射部分と第２の放射部分との間の収集された放射をフィルタリングすることと、第１の放射部分を欠陥検出モジュールにパスすることと、第２の放射部分をフォトルミネセンス測定モジュールにパスすることと、第１の放射部分および第２の放射部分を実質的に同時に分析することを含むことができる。
【０００９】
サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法は、限定はしないが、サンプルに照射することと、サンプルから放射を収集することであって、収集された放射が、サンプルで反射した放射、サンプルで散乱した放射、またはサンプルから放射された放射のうちの少なくとも１つである、収集することと、第１の放射部分と第２の放射部分との間の収集された放射をフィルタリングすることと、第１の放射部分を欠陥検出モジュールにパスすることと、第２の放射部分をフォトルミネセンス測定モジュールにパスすることと、第１の放射部分または第２の放射部分の少なくとも１つにおける散乱欠陥を検出することと、散乱欠陥にしたがってサンプル上の対象サイトを識別することと、対象サイトのスペクトルフォトルミネセンスを測定することを含むことができる。
【００１０】
上記の概略的な説明と以下の詳細な説明の両方は例示的かつ説明的ものにすぎず、必ずしも特許請求されるように本開示を制限するものではないことを理解されたい。本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の一実施形態を示し、概略的な説明とともに本開示の原理を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の各図を参照すると、当業者には、本開示の数多くの利点がより明らかになるであろう。
【００１２】
【図１】同時欠陥検査およびフォトルミネセンス（ＰＬ）測定のためのシステムの１つの実施形態の概略図である。
【図２】ウエハの１つのロケーションにおけるＰＬスペクトルの一例のグラフである。
【図３】ウエハのピーク波長のＰＬマップのチャートを示す図である。
【図４Ａ】窒化ガリウムエピ層とサファイア基板とを備えるウエハ上で実装されるＰＬプロシージャの概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示されたウエハ上で実装される欠陥検出プロシージャの概略図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示されたウエハ上で実装される同時ＰＬプロシージャおよび欠陥検出プロシージャの概略図である。
【図５】同時欠陥検査およびフォトルミネセンス（ＰＬ）測定のためのシステムの別の実施形態の概略図である。
【図６】サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法のフローチャートである。
【図７】サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の現時点で好適な実施形態について詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。
【００１４】
次に図１を参照すると、ウエハサンプル１０２の欠陥検査およびフォトルミネセンス（ＰＬ）測定のためのシステム１００の１つの実施形態の概略図が示されている。システム１００は、ウエハ１０２に放射を当てるように構成された放射源１０４を含むことができる。図１に示した実施形態では、放射源１０４は、光学アセンブリ１０６の光コレクタ１０８の下にある対象サンプル１０２（たとえば、ＭＯＣＶＤ堆積後のエピウエハ）に方向づけられ得る傾斜入力レーザビーム１０４ａを生成することができる。光学アセンブリ１０６は、ウエハ放射を受けるように構成された反射対物レンズまたは屈折対物レンズとすることができ、ウエハ放射は、ウエハ１０２で反射した放射、ウエハ１０２で散乱した放射、またはウエハ１０２から放射された放射うちの少なくとも１つを含み得る。たとえば、入力レーザビーム１０４ａの一部分１１０は、ウエハ１０２の上面で反射し得、入力レーザビーム１０４ａの一部分１１１ａは、ウエハ１０２の上面から光コレクタ１０８へと散乱し得（別の散乱部分１１１ｂについては以下で説明する）、一部分１１１ｃは、テストされるサンプル１０２のアクティブ構造（たとえば多量子井戸（ＭＱＷ））または他の蛍光特性によって吸収および再放出／放射することができる（フォトルミネセンス（ＰＬ））。放射の反射部分１１０は、サンプル表面１０２の反射率、傾斜または欠陥に関する情報を提供するために使用することができる。欠陥検出、分類およびフォトルミネセンス測定データを提供するために、システム１００の光学アセンブリ１０６によって散乱部分および再放出／放射部分（１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃ）を収集することができる。
【００１５】
図１に示すように、放射源１０４は、サンプル１０２に実質的に垂直な入射角で送られ得る入射レーザビーム１１２を当てるように構成することができる。たとえば、入射レーザビーム１１２は、ウエハ１０２に実質的に垂直な入射レーザビーム１１２を方向づけるために、光学アセンブリ１０６を利用することができる。また、入射レーザビーム１１２は、サンプル１０２から反射し、そこから散乱し、そこから放射する。入射レーザビーム１１２の散乱部分１１１ｂが図１に示される。１つの実施形態では、入射レーザビーム１１２の波長は、傾斜入力レーザビーム１０４ａの波長よりも長い。たとえば、１つの特定の実施形態では、放射源１０４は、約４０５ｎｍの傾斜入力レーザビーム１０４ａを発生するように構成され、約６６０ｎｍの垂直な入射レーザビーム１１２を発生するように構成されている。本開示の範囲から逸脱することなく、他の波長の放射を利用できることが理解されよう。入射レーザビーム１１２の散乱部分、反射部分または放射部分のうちの少なくとも１つの少なくとも一部分が、光学アセンブリ１０６の光コレクタ１０８に入り得る。たとえば、散乱部分１１１ｂが、光学アセンブリ１０６の光コレクタ１０８によって収集され得る。図１に示すように、散乱部分１１１ｂは、入力レーザビーム１０４ａの散乱部分１１１ａおよび入力レーザビーム１０４ａのＰＬ部分１１１ｃと実質的に同時に収集され得る。
【００１６】
図１の光コレクタ１０８は、有限共役型のものとすることができ、したがって、収集された光１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃ（傾斜入力レーザビーム１０４ａおよび垂直入射レーザビーム１１２の散乱部分、ならびにサンプル１０２からのフォトルミネセンス）は、複数のレーザ波長におけるフォトルミネセンス測定および散乱光検出を実行するレンズと検出器とのセットに発散され得る。ピンホール（または視野絞り）をコレクタの後方焦点位置に配置することができるように、有限共役型コレクタを使用することができる。この場合、ミラー１１６のすぐ後ろ側のビーム経路１２０と、ミラー１１６のすぐ左側のビーム経路１２８とにピンホールが配置される。ピンホールまたはスリットは、表面１０２によって散乱された光を起点としない散乱光を除去するための空間フィルタとして働く。たとえば、レーザ源１０４からの迷光またはサンプル１０２の内側または裏側から散乱した光。光学アセンブリ１０６は、以下で説明するように、光学素子と検出器とのセットにウエハ放射を反射させるかまたは屈折させるようにさらに構成することができる。
【００１７】
システム１００は、光学アセンブリ１０６で反射および／または屈折したウエハ放射（たとえば、収集された光１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃ）を受けるように構成されたフィルタモジュール１１４を含むことができる。フィルタモジュール１１４は、ウエハ放射を第１の放射部分と第２の放射部分とに分離するように構成することができる。フィルタモジュール１１４は、第１のフィルタ１１６と第２のフィルタ１１８とを含むことができる。１つの特定の実施形態では、第１のフィルタ１１６および第２のフィルタ１１８は、指定された波長の光を通し、指定された波長以外の光を反射させるように構成されたダイクロイックビームスプリッターである。光コレクタ１０８によって収集され、反射および／または屈折したウエハ放射は、第１のフィルタ１１６に衝突し得る。第１のフィルタ１１６は、入射レーザビーム１１２のうち散乱光に対応する光の一部分１２０の大部分を欠陥検出モジュール１２２にパスすることができる。たとえば、特定の実施形態では、光の一部分１２０は約６６０ｎｍであり得る。欠陥検出モジュール１２２は、表面欠陥のサイズ／タイプ、粒子、エピ層の厚さの不規則性など含む半導体材料の性能を妨げ得るウエハの様々な欠陥を検出および監視するために、ウエハサンプル１０２から散乱した光を受けるように構成することができる。図１に示した実施形態では、欠陥検出モジュール１２２は、第１の光検出器１２４と第２の光検出器１２６とを含む。特定の実施形態では、第１の光検出器１２４および第２の光検出器１２６は、光電子増倍管などの散乱光検出器である。第１のフィルタ１１６は、傾斜入力レーザビーム１０４ａの印加後に、傾斜入力レーザビーム１０４ａからの散乱光とウエハからのフォトルミネセンスとの両方に対応する光部分１２８の大部分を反射させることができる。たとえば、特定の実施形態では、光部分１２８は、約６５０ｎｍ未満の波長を有することができる。
【００１８】
図１に示すように、光部分１２８は、第２のフィルタ１１８に衝突し得る。第２のフィルタ１１８は、傾斜入力レーザビーム１０４ａからの散乱光に対応する光の一部分１３０の大部分を反射させることができ、それは、第２の光検出器１２６に送られ得る。たとえば、特定の実施形態では、光の一部分１３０は、約４１０ｎｍ未満であり得る。第２のフィルタ１１８は、ウエハサンプル１０２によるフォトルミネセンスから発した光の一部分１３２をパスすることができる。たとえば、特定の実施形態では、光の一部分１３２は、約６５０ｎｍ〜４１５ｎｍであり得る。したがって、フィルタモジュール１１４が第１のフィルタ１１６と第２のフィルタ１１８とを含む場合、フィルタモジュールは、ウエハ放射（たとえば、１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃ）を、光の一部分１２０および１３０から構成される第１の放射部分と、光の一部分１３２から構成される第２の放射部分とに分離するように構成することができる。第１の放射部分（たとえば、光の一部分１２０および１３０）は、上述したように、欠陥検出部分１２２によって受けることができ、第２の放射部分（たとえば、光の一部分１３２）は、以下で説明するように、フォトルミネセンスモジュール１３４によって受けることができる。第１の放射部分および第２の放射部分は、フィルタモジュール１１４中で利用されるフィルタのタイプおよび量に応じて、光の複数の異なる部分を備えることができる。たとえば、第１の放射部分と第２の放射部分とはそれぞれ、単一の光部分を含むことも、または複数の光部分を含むこともある。
【００１９】
光の一部分１３２は、システム１００のフォトルミネセンス測定モジュール１３４へとパスすることができる。フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、緑色発光ダイオードウエハの１つのロケーションにおけるＰＬスペクトルを提供する図２に示すようなデバイスを作製したときに、ウエハ１０２の測定された領域からのＬＥＤのどの発光スペクトルであるか示すことができるサンプル１０２から局部的なフォトルミネセンススペクトルを検出および監視することができる。
【００２０】
フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、フォトルミネセンスからの光レベルと必要な感度とに依存して、光電子増倍管のような第３の光検出器、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、または別のタイプのフォトダイオードを含むことができる。特定の実施形態では、フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、図３に示す例のように、青色ＬＥＤウエハからのピーク波長のＰＬマップを提供するフォトルミネセンスのカラーマップ（たとえば、フォトルミネセンスのフルスペクトル測定値）を提供するのに十分なレートで光ルミネッセンスマッピングを行うように構成された分光計を含み、ファイバー結合型であっても、ファイバー結合型でなくてもよい。ファイバー結合型超高速分光計により、約４インチのウエハについて、毎時約１５〜２５個のウエハの欠陥検出スループットで、ウエハサンプル１０２のシングルパス測定を行うことができるようになる。このサンプリングレートは、欠陥検出モジュール１２２によって実行されるサンプリングレートよりも遅いことがある。このレートにおける光ルミネッセンスマッピングを利用することによって、ウエハサンプル１０２について、光の一部分１３２のクロマティックコンテンツの分解能を含む波長変動および強度変動を取得することができる。
【００２１】
上述したように、フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、比較的高速のサンプリングを可能にするために、比較的高速なフォトダイオードなど、シンプルな非分光型光検出器を含むことができる。この実施形態では、ウエハサンプル１０２の多量子井戸（ＭＱＷ）の局所的な内部量子効率に相関し得る集積フォトルミネセンスを取得することができる。したがって、比較的高速なサンプリングの場合、ウエハサンプル１０２の高分解能光度マップを測定することができる。このサンプリングレートは、欠陥検出モジュール１２２によって実行されるサンプリングレートと同様とすることができ、それにより、フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、欠陥検出モジュール１２２と同程度に高速にサンプリングできるようになる。欠陥検出モジュール１２２およびフォトルミネセンス測定モジュール１３４とコサンプリングすることによって、システム１００は、欠陥検出測定値と実質的に同時に同様の分解能でフォトルミネセンス測定値を見ることができるようになり得る。両方のモジュールによって取得されたデータを使用して、観測されたデータ間でデータを直接的に相関させることができる。たとえば、散乱データは、欠陥検出モジュール１２２によって取得することができ、ウエハサンプル１０２中のピットが、ウエハサンプル１０２のＭＱＷの出力を中断したことを示すために、（散乱データと実質的に同時に取得された）フォトルミネセンス測定モジュール１３４からの相関データを利用することができる。たとえば、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、フォトルミネセンスおよび欠陥検出は（それぞれ）、それぞれの異常を相関させてウエハの製造プロセスの変数（たとえば、ガスフロー、温度など）を調整するために別々に測定することができるが、そのような別々の測定は非効率的なことがあり、フォトルミネセンス測定値を欠陥検出測定値と相関させることができない。システム１００は、フォトルミネセンスと欠陥検出を実質的に同時に測定するように動作することができ、図４Ｃに示すように、ウエハの製造プロセスのより集中的な調整のために、フォトルミネセンス測定値を欠陥検出測定値と相関させることができる。
【００２２】
次に図５を参照すると、同時欠陥検査およびフォトルミネセンス（ＰＬ）測定のためのシステム１００の別の実施形態の概略図が示されている。この実施形態では、システムは、図１に示した実施形態と実質的に同様に構成することができるが、フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、ビームスプリッタ１３６と、第１の光検出器１３８と、第２の光検出器１４０とを含むことができる。図５に示すように、光の一部分１３２は、ビームスプリッタ１３６によって、光の第１の部分１４２と光の第２の部分１４４とに分割される。ビームスプリッタ１３６は、波長にしたがって光をフィルタリングするのではなく、（たとえば、対称的に、または、非対称的に）光を分割するように、標準的なビームスプリッタ（たとえば、広帯域誘電体）とすることができる。光の第１の部分１４２は第１の光検出器１３８に方向づけることができ、第１の光検出器１３８は、サンプリングレートが高速となるように、かつ、集積フォトルミネセンス測定値を取得するように構成された光電子増倍管タイプの光検出器とすることができる。光の第２の部分１４４は第２の光検出器１４０に方向づけることができ、第２の光検出器１４０は、サンプリングレートが遅くなるように、かつ、フォトルミネセンスのフルスペクトル測定値を取得するように構成された分光計タイプの光検出器とすることができる。特定の実施形態では、第２の光検出器１４０は、光の第２の部分１４４とインターフェースするファイバー結合器を含む。
【００２３】
代替的に、ビームスプリッタ１３６は、光の一部分１３２を第１の光検出器１３８と第２の光検出器１４０との各々に分離するための分岐を含むファイバー結合器とすることができる。
【００２４】
したがって、図５のシステム１００は、単一の光学ヘッドを用いた、単一のプラットフォーム上での実質的同時欠陥検出、集積フォトルミネセンス測定、およびフルスペクトルフォトルミネセンス測定を可能にすることができる。さらに、システム１００は、欠陥検出測定値とのフォトルミネセンス測定値（たとえば、集積測定値およびスペクトル測定値）の直接相関を可能にすることができる。そのような構成により、所有／維持している２つの別々のプラットフォームに関連するコスト、（ウエハに対する汚染のリスクを高める）ウエハを処理する複数のステップ、別々のプラットフォームからの別々のデータを相関させることの難しさ、ならびに２つの別個の監視技法を実行することに関連する時間およびコストを含む２つの別々の測定プラットフォームの望ましくない結果が回避される。
【００２５】
次に図６を参照すると、サンプルの欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法２００のフローチャートが示されている。方法２００は、サンプルを照射すること（２１０）を含むことができる。たとえば、放射源１０４からの傾斜入力レーザビーム１０４ａおよび／または垂直入射レーザビーム１１２でサンプルを照射することができる。方法２００は、サンプルから放射を収集すること（２２０）を含むことができ、収集された放射は、ウエハで反射した放射、ウエハで散乱した放射、または、ウエハ２２０から放射された放射のうちの少なくとも１つを含む。サンプルからの放射は、光学アセンブリ１０６によって収集することができる。方法２００は、第１の放射部分と第２の放射部分との間の収集された放射をフィルタリングすること（２３０）を含むことができる。収集された放射は、フィルタモジュール１１４によってフィルタリングすることができる。方法２００は、第１の放射部分を欠陥検出モジュールにパスすること（２４０）を含むことができる。たとえば、第１の放射部分は、欠陥検出モジュール１２２にパスされた光の一部分１２０または光の一部分１３０のうちの少なくとも１つとすることができる。１つの特定の実施形態では、第１の放射部分は、フィルタモジュール１１４によってフィルタリングされた散乱した光の一部分１２０と散乱した光の一部分１３０の両方を含む。方法２００は、第２の放射部分をフォトルミネセンス測定モジュールにパスすること（２５０）を含むことができる。たとえば、第２の放射部分は、フィルタモジュール１１４からフォトルミネセンス測定モジュール１３４にパスされた光の一部分１３２を含むことができる。方法２００は、第１の放射部分と第２の放射部分とを実質的に同時に分析すること（２６０）を含むことができる。たとえば、システム１００は、欠陥検出モジュール１２２およびフォトルミネセンス測定モジュール１３４について単一の光学ヘッドを利用することができるので、第１の放射部分と第２の放射部分とを実質的に同時に分析することができ、ＰＬ測定値と欠陥検出との相関が可能になる。
【００２６】
次に図７を参照すると、欠陥を検出し、サンプルのフォトルミネセンスを測定するための方法３００のフローチャートが示されている。方法３００は、サンプルを放射すること（３１０）を含むことができる。たとえば、放射源１０４からの傾斜入力レーザビーム１０４ａおよび／または垂直入射レーザビーム１１２でサンプルを放射することができる。方法３００は、サンプルから放射を収集すること（３２０）を含むことができ、収集された放射は、ウエハで反射した放射、ウエハで散乱した放射、または、ウエハから放射された放射の少なくとも１つを含む。サンプルからの放射は、光学アセンブリ１０６によって収集することができる。方法３００は、第１の放射部分と第２の放射部分との間の収集された放射をフィルタリングすること（３３０）を含むことができる。収集された放射は、フィルタモジュール１１４によってフィルタリングすることができる。方法３００は、第１の放射部分を欠陥検出モジュールにパスすること（３４０）を含むことができる。たとえば、第１の放射部分は、欠陥検出モジュール１２２にパスされた光の一部分１３０または光の一部分１２０のうちの少なくとも１つとすることができる。１つの特定の実施形態では、第１の放射部分は、フィルタモジュール１１４によってフィルタリングされた散乱した光の一部分１２０および光の一部分１３０の両方を含む。方法３００は、第２の放射部分をフォトルミネセンス測定モジュールにパスすること（３５０）を含むことができる。たとえば、第２の放射部分は、フィルタモジュール１１４からフォトルミネセンス測定モジュール１３４にパスされた光の一部分１３２を含むことができる。方法３００は、第１の放射部分または第２の放射部分の少なくとも１つにおける散乱欠陥を検出すること（３６０）を含むことができる。散乱欠陥は、（たとえば、フォトルミネセンス測定モジュール１３４が、サンプリングレートが速くなり、かつ、集積フォトルミネセンス測定値を取得するように構成された光電子増倍管タイプの光検出器を含むとき）欠陥検出モジュール１２２またはフォトルミネセンス測定モジュール１３４の少なくとも１つによって検出することができる。方法３００は、散乱欠陥にしたがってサンプル上の対象サイトを識別すること（３７０）を含むことができる。たとえば、サンプルの欠陥は、サンプルの比較的速いスキャンレートを実施することによって識別することができ、サンプル上の欠陥のロケーションデータは、コンピュータメモリに保存することができる。方法３００は、対象サイトのスペクトルフォトルミネセンスを測定すること（３８０）を含むことができる。たとえば、フォトルミネセンス測定モジュール１３４は、比較的遅いスキャンレートで対象サイトにおけるサンプルのスペクトルフォトルミネセンスを測定するための分光計を含むことができる。しかしながら、対象サイトは比較的速いスキャンレートプロシージャにしたがって判断されるので、（サンプル全体とは対照的に）対象サイトのみに、比較的より遅いスキャンレートの分光計によるＰＬ測定が実施され、それにより、ウエハ分析の効率が全体的に向上する。
【００２７】
本開示では、命令のセットまたはデバイスによって読取り可能なソフトウェアとして開示された方法を実装することができる。さらに、開示された方法におけるステップの特定の順序または序列は例示的な手法の例であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、本方法におけるステップの特定の順序または序列は、開示された主題内にとどまりながら並べ替えられ得ることを理解されたい。添付の方法クレームは、様々なステップの要素を例示的な順序で提示するものであり、必ずしも提示された特定の順序または序列に限定することを意味するものではない。
【００２８】
本開示およびそれに付随する利点の多くは、上記の説明によって理解されるものと思料し、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、または、その実体上の利点のすべてを犠牲にすることなく、本発明の構成要素の形態、構造および配列に様々な変更を加え得ることが明らかとなるであろう。本明細書に記載された形態は、例示的な実施形態にすぎず、添付の特許請求の範囲は、そのような変更を包含し、含むことを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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