【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于半导体样品的光致发光成像方法和设备，更具体地说，本专利技术涉及用于制造半导体器件(如微芯片或存储单元)的半导体晶圆的整个表面的高分辨率和高速光致发光成像方法和设备。
技术介绍
1、光致发光成像是用于检验半导体样品——即用于检测晶圆表面上或材料内的缺陷——的公知方法。存在多种可商购的用于晶圆光致发光检验的系统。成像可以通过使用光电探测器的2d阵列来执行，例如ccd(电荷耦合器件)相机，或者通过扫描方法来执行，例如通过在单个行上照射晶圆并且通过具有多个检测器像素的线性阵列的线扫描相机来对被照射区域进行成像。
2、美国专利第9,035,267号描述了用于2d区域成像和线扫描成像的多个不同的成像布置。其中，提出了具有长度为156mm、宽度为165μm的照明线的线扫描解决方案，其中，照明线由激光器的准直光束通过一对柱面透镜产生。这种配置产生了沿着线具有近似高斯强度分布的照明线。
3、不均匀的照射强度分布导致不均匀的光致发光强度分布，其仅可以在有限程度上经由校准来校正，例如，如果照射沿着整条照明线足够强以产生可测量的光致发光光量，但是不足以强到达到饱和阈值或损坏样品。因此，不均匀的照射强度可以适合于相对低的分辨率和具有相对强的光致发光响应的样品，例如用于生产光伏电池的晶圆。所提到的约165μm的分辨率和约0.1至100w/cm2的照明强度足以检测切割晶圆或在光伏电池制造的后续阶段中使用的晶圆上的缺陷。
4、然而，在本征半导体、非本征半导体及化合物半导体中的某些种类的材料产生弱得多的光致发
5、通过将相同的照明功率聚焦到较小的区域，同时相应地容纳成像系统以对被照明区域的紧邻区域成像并减少曝光时间，即增加检测器的读出频率，可以实现线扫描系统的分辨率的增加，同时保持扫描速度，即照明线和样品表面的相对速度。这种改进的限制是样品可以承受而不损坏和不饱和的最大强度。因此，对于给定的线宽和最大的安全强度，减少获取样品的完整图所需的时间的唯一方法是增加扫描线的长度。同时，该装置应该尽可能紧凑，例如，安装在625mm×900mm×265mm的空间内，同时其成本也应该保持合理。
6、现有技术文献都没有教导用于提供具有均匀强度分布的这种高强度线照明的解决方案。虽然存在用于产生均匀的线照明的一般装置，诸如powell透镜或具有微观表面特征的线发生器，但是实际上这些装置中没有一个足以通过它们自身产生必要的照明。
技术实现思路
1、根据前述内容，本专利技术的目的是消除或至少改善现有技术解决方案的缺点。更具体地说，本专利技术的目的是提供一种用于半导体晶圆/半导体晶片的高分辨率和高速光致发光成像的方法和设备，该半导体晶圆用于制造半导体器件，如微芯片或存储单元。
2、上述目的通过开发根据权利要求1所述的设备来实现，根据本专利技术的设备的优选示例性实施例在权利要求2-10中阐述，上述目的通过开发根据权利要求11的方法来进一步实现，该方法的优选变型在权利要求11-19中阐述。
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1.一种用于样品(W)的光致发光成像的设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线发生器(5)由鲍威尔棱镜形成。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述准直器(6)包括一对聚焦透镜，并且所述场透镜(8)包括另一对聚焦透镜。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述准直器(6)的消色差透镜具有至少一个凸表面，并且所述消色差透镜被布置为使其凸表面面向相同的方向。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述场透镜(8)的消色差透镜具有至少一个凸表面，并且所述消色差透镜被布置为使其凸表面面向彼此。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，一非对称扩束器(3a)被布置在所述第一光源(1a)与所述线发生器(5)之间和/或被布置在所述第二光源(1b)与所述线发生器(5)之间，其中所述非对称扩束器(3a)包括一对柱面透镜。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第三光源(1c)、第二相机(11b)、
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第三光源(1c)是发光二极管。
10.一种用于样品的光致发光成像的方法，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述成形是通过鲍威尔棱镜来执行的。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过一对聚焦透镜执行准直，并且一对聚焦透镜用作场透镜(8)。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一线和所述第二线分别具有第一长度和第二长度，其中所述第一长度和所述第二长度小于所述样品的直径。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过在所述检验位置处所述样品(W)和所述第一线沿着与所述第一线正交的第一方向的相对运动，以及通过在所述检验位置处所述样品(W)和所述第一线沿着与所述第一线平行的方向的相对运动，来执行所述扫描。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述检验位置处沿着所述第一方向移动所述样品(W)通过所述样品(W)围绕所述样品(W)的中心的旋转来执行，并且沿着所述第二方向移动所述样品(W)通过所述样品(W)沿着所述样品(W)的径向方向的线性移动来执行。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述检验位置处沿着所述第一方向移动所述样品(W)通过所述样品(W)沿着所述第一方向的线性移动来执行，并且沿着所述第二方向移动所述样品(W)通过所述样品(W)沿着所述第二方向的线性移动来执行。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，从所捕获的像素行中构造出至少两个矩形图像，并且将所述矩形图像拼接在一起以形成示出整个样品表面的单个图像。
18.根据权利要求10所述的方法，还包括：
19.根据权利要求10所述的方法，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于样品(w)的光致发光成像的设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线发生器(5)由鲍威尔棱镜形成。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述准直器(6)包括一对聚焦透镜，并且所述场透镜(8)包括另一对聚焦透镜。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述准直器(6)的消色差透镜具有至少一个凸表面，并且所述消色差透镜被布置为使其凸表面面向相同的方向。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述场透镜(8)的消色差透镜具有至少一个凸表面，并且所述消色差透镜被布置为使其凸表面面向彼此。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，一非对称扩束器(3a)被布置在所述第一光源(1a)与所述线发生器(5)之间和/或被布置在所述第二光源(1b)与所述线发生器(5)之间，其中所述非对称扩束器(3a)包括一对柱面透镜。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第三光源(1c)、第二相机(11b)、布置在所述第三光源(1c)与所述物镜(10)之间的第二照明二向色光学元件(4b)、以及布置在所述物镜(10)与所述第二相机(11b)之间的第二成像二向色光学元件(4ii)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第三光源(1c)是发光二极管。
10.一种用于样品的光致发光成像的方法，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：Z·T·基斯，M·纳吉，Z·安塔，L·杜达斯，G·奈杜德瓦利，
申请(专利权)人：瑟米莱伯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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