发明名称 半导体之缺陷密度测定装置与方法以及半导体之缺陷散射能测定装置与方法
摘要 提供对结晶缺陷正确评价有效之半导体缺陷密度测定装置及方法以及半导体缺陷散射能测定装置及方法。本发明特征系假设半导体12内部所存在缺陷14具有同尺寸,将藉扫描雷射光10所量测散射光16之强度用于雷射光10衰减曲线后,决定缺陷14所存在深度δ。利用此构造以各缺陷14所存在深度d之差表达各缺陷14之散射能差。结果,在系尺寸不同之缺陷分布情况也可得到正确的缺陷密度。在其实施例上,例如边移动放置半导体晶片32工作台34边在半导体晶片32表面照射雷射光10,且用感光装置26接收自半导体晶片32表面所放出散射光16后,量测散射光16强度分布。然后在控制器20处理所量测强度分布,求半导体晶片32缺陷密度。
申请公布号 TW429309 申请公布日期 2001.04.11
申请号 TW087114182 申请日期 1998.08.27
申请人 小松电子金属股份有限公司 发明人 渡边纪子
分类号 G01N21/00 主分类号 G01N21/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种半导体之缺陷密度测定装置,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之缺陷密度(),其包括:强度分布量测装置(100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(R)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出装置(102),自强度分布量测装置(100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分装置(104),以区分宽度(I)将缺陷散射强度抽出装置d(102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定装置(106),决定缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出装置(108),导出缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间频度(Fn);区间深度导出装置(110),将区间强度决定装置(106)所决定各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18),求各区间之区间深度(dn);以及缺陷密度导出装置(112),使用该区间强度导出装置(108)所求得之区间频度(Fn)和该区间深度导出装置(110)所求得之区间深度(dn)求该缺陷密度()。2.如申请专利范围第1项之半导体之缺陷密度测定装置,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;该区间深度导出装置(110)执行下式:(式2)dn:区间深度,:衰减深度,I:区分宽度,In:区间强度。3.如申请专利范围第1项之半导体之缺陷密度测定装置,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;该区间深度导出装置(110)执行下式:(式3)dn:区间深度,:衰减深度,In:区间强度,I:区分宽度。4.一种半导体之缺陷密度测定装置,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之缺陷密度(),其包括:强度分布量测装置(100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(R)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出装置(102),自强度分布量测装置(100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分装置(104),以区分宽度(I)将缺陷散射强度抽出装置(102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定装置(106),决定缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出装置(108),导出缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间频度(Fn);线性近似装置(114),将该区间强度决定装置(106)所决定该各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18)后,把该区间强度导出装置(108)所求得之区间频度(Fn)线性近似;画图装置(116),将该线性近似装置(114)之近似结果作为复数画图资料画在xy平面上;回归直线取得装置(118),取得该画图装置(116)所画画图资料之回归直线;以及缺陷密度导出装置(112),使用该回归直线取得装置(118)所取得之回归直线之斜率求该缺陷密度()。5.如申请专利范围第4项之半导体之缺陷密度测定装置,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;该线性近似装置(114)用下式近似该区间频度(Fn):(式4)y = ax + b (4)a:斜率,b:y切片;该画图装置(116)将以下式所求得之値为x、以区间频度(Fn)为y所构成之座标点设为画图资料,画在xy平面上:(式5)In:区间强度;该缺陷密度导出装置(112)执行下式:(式6):缺陷密度,a':回归直线之斜率,:衰减深度,S:量测区域R之面积,I:区分宽度。6.如申请专利范围第4项之半导体之缺陷密度测定装置,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;该线性近似装置(114)用下式近似该区区频度(Fn):(式7)y = ax (7)a:斜率;该画图装置(116)将下式所求得之値设为x、将区间频度(Fn)设为y后,将该画图资料画在xy平面上;(式8)In:区间强度,I:区分宽度;该缺陷密度导出装置(112)执行下式:(式9):缺陷密度,a:回归直线之斜率,:衰减深度,S:量测区域R之面积。7.一种半导体之缺陷散射能测定装置,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之散射能(Io),其包括:强度分布量测装置(100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(r)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出装置(102),自强度分布量测装置(100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分装置(104),以区分宽度(I)将缺陷散射强度抽出装置(102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定装置(106),决定缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出装置(108),导出缺陷散射强度区分装置(104)所区分之各区间之区间频度(Fn);线性近似装置(114),将该区间强度决定装置(106)所决定该各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18)后,把该区间强度导出装置(108)所求得之区间频度(Fn)线性近似;画图装置(116),将该线性近似装置(114)之近似结果作为复数画图资料画在xy平面上;回归直线取得装置(118),取得该画图装置(116)所画画图资料之回归直线;以及散射能导出装置(120),使用该回归直线取得装置(118)所取得之回归直线之x切片求该散射能(Io)。8.如申请专利范围第7项之半导体之缺陷散射能测定装置,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;该线性近似装置(114)用下式近似该区间频度(Fn):(式4)y = ax + b (4)a:斜率,b:y切片;该画图装置(116)将以下式所求得之値为x、以区间频度(Fn)为y所构成之座标点设为画图资料,画在xy平面上:(式5)In:区间强度;该散射能导出装置(120)执行下式:(式10)Io:散射能,c:回归直线之x切片。9.一种半导体之缺陷密度测定方法,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之缺陷密度(),其包括:强度分布量测步骤(S100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(R)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出步骤(S102),自在强度分布量测步骤(S100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分步骤(S104),以区分宽度(I)将在缺陷散射强度抽出步骤(S102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定步骤(S106),决定在缺陷散射强度区分步骤(S1040所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出步骤(S108),导出在缺陷散射强度区分步骤(S104)所区分之各区间之区间频度(Fn);区间深度导出步骤(S110),将在区间强度决定步骤(S106)所决定各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18),求各区间之区间深度(dn);以及缺陷密度导出步骤(S112),使用在该区间强度导出步骤(S108)所求得之区间频度(Fn)和在该区间深度导出步骤(S110)所求得之区间深度(dn)求该缺陷密度()。10.如申请专利范围第9项之半导体之缺陷密度测定方法,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;在该区间深度导出步骤(S110)执行下式:(式2)dn:区间深度,:衰减深度,I:区分宽度,In:区间强度。11.如申请专利范围第9项之半导体之缺陷密度测定方法,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;在该区间深度导出步骤(S110)执行下式:(式3)dn:区间深度,:衰减深度,In:区间强度,I:区分宽度。12.一种半导体之缺陷密度测定方法,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之缺陷密度(),其包括:强度分布量测步骤(S100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(R)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出步骤(S102),自在强度分布量测步骤(S100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分步骤(S104),以区分宽度(I)将在缺陷散射强度抽出步骤(S102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定步骤(S106),决定在缺陷散射强度区分步骤(S104)所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出步骤(S108),导出在缺陷散射强度区分步骤(S104)所区分之各区间之区间频度(Fn);线性近似步骤(S114),将在该区间强度决定步骤(S106)所决定该各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18)后,把在该区间强度导出步骤(S108)所求得之区间频度(Fn)线性近似;画图步骤(S116),将在该线性近似步骤(S114)之近似结果作为复数画图资料画在xy平面上;回归直线取得步骤(S118),取得在该画图步骤(S116)所画画图资料之回归直线;以及缺陷密度导出步骤(S112),使用在该回归直线取得步骤(S118)所取得之回归直线之斜率求该缺陷密度()。13.如申请专利范围第12项之半导体之缺陷密度测定方法,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;在该线性近似步骤(S114)用下式近似该区间频度(Fn):(式4)y = ax + b (4)a:斜率,b:y切片;在该画图步骤(S116),将以下式所求得之値为x、以区间频度(Fn)为y所构成之座标点设为画图资料,画在xy平面上:(式5)In:区间强度在该缺陷密度导出步骤(S112)执行下式:(式6):缺陷密度,a':回归直线之斜率,:衰减深度,S:量测区域(R)之面积,I:区分宽度。14.如申请专利范围第12项之半导体之缺陷密度测定方法,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;在该线性近似步骤(S114)用下式近似该区间频度(Fn):(式7)y = ax (7)a:斜率;在该画图步骤(S116),将下式所求得之値设为x、将区间频度(Fn)设为y后,将该画图资料画在xy平面上:(式8)In:区间强度,I:区分宽度;在该缺陷密度导出步骤(S112)执行下式:(式9):缺陷密度,a:回归直线之斜率,:衰减深度,S:量测区域(R)之面积。15.一种半导体之缺陷散射能测定方法,量测在半导体(12)之内部存在之缺陷(14)之缺陷密度(),其包括:强度分布量测步骤(S100),使用雷射光(10)扫描该半导体(12)之量测区域(R)并量测自该量测区域(R)所得到散射光(16)之强度分布;缺陷散射强度抽出步骤(S102),自在强度分布量测步骤(S100)所量测之强度分布抽出缺陷散射强度(36);缺陷散射强度区分步骤(S104),以区分宽度(I)将在缺陷散射强度抽出步骤(S102)所抽出之缺陷散射强度(36)区分为复数区间;区间强度决定步骤(S106),决定在缺陷散射强度区分步骤(S104)所区分之各区间之区间强度(In);区间强度导出步骤(S108),导出在缺陷散射强度区分步骤(S1040所区分之各区间之区间频度(Fn);线性近似步骤(S114),将在该区间强度决定步骤(S106)所决定该各区间之区间强度(In)应用于该雷射光(10)之衰减曲线(18)后,把在该区间强度导出步骤(S108)所求得之区间频度(Fn)线性近似;画图步骤(S116),将在该线性近似步骤(S114)之近似结果作为复数画图资料画在xy平面上;回归直线取得步骤(S118),取得在该画图步骤(S116)所画画图资料之回归直线;以及散射能导出步骤(S120),使用在该回归直线取得步骤(S118)所取得之回归直线之x切片求该散射能(Io)。16.如申请专利范围第15项之半导体之缺陷散射能测定方法,其中该衰减曲线(18)用下式表达:(式1)I(d):自存在于深度d之缺陷所得到之散射光之强度,Io:缺陷之散射能,d:缺陷存在之深度,:雷射光之衰减深度;在该线性近似步骤(S114)用下式近似该区间频度(Fn):(式4)y = ax + b (4)a:斜率,b:y切片;在该画图步骤(S116),将以下式所求得之値为x、以区间频度(Fn)为y所构成之座标点设为画图资料,画在xy平面上:(式5)In:区间强度在该散射能导出步骤(S120)执行下式:Io:散射能,c:回归直线之x切片。(式10)图式简单说明:第一图系表示本发明之实施例1之缺陷密度测定装置之构造之概念图。第二图系表示强度分布量测装置100所量测之散射光16之强度分布和缺陷散射强度之抽出之概念图。第三图系表示区间强度导出装置108所导出区间频度Fn之概念之概念图。第四图系表示雷射光10之衰减曲线之图形。第五图系表示雷射光之波长和衰减深度之关系之图形。第六图系表示本发明之实施例1之缺陷密度测定方法之构造之流程图。第七图系表示本发明之实施例2之缺陷密度测定装置之构造之概念图。第八图系表示利用微分型导出法和考虑了y切片之线性近似所得到之画图资料与该画图资料之回归直线之概念图。第九图系表示利用微分型导出法和将y切片设为0时之线性近似所得到之画图资料与该画图资料之回归直线之概念图。第十图系表示本发明之实施例2之缺陷密度测定方法之构造之流程图。第十一图系表示本发明之实施例3之缺陷散射能测定装置之构造之概念图。第十二图系表示利用微分型导出法和考虑了y切片之线性近似所得到之画图资料与该画图资料之回归直线之概念图。第十三图系表示本发明之实施例3之散射能量测方法之构造之流程图。第十四图系表示本发明之最佳实施例之缺陷量测装置之构造之侧视图。第十五图系表示控制器20所产生之矩形图之一例之图形。第十六图系表示选择y=ax+b之近似样式所取得微分型之画图资料和回归直线之一例之图形。第十七图系表示选择y=ax+b之近似样式所取得微分型之画图资料和回归直线之例之图形。第十八图系表示本发明之最佳实施例所量测之缺陷密度和雷射散射断层摄影术所量测之缺陷密度之相关之图形。
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