DE60313558T2

DE60313558T2 - Oberflächenuntersuchungsvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE60313558T2
Application number: DE60313558T
Authority: DE
Inventors: Izuo Horai; Kenji Aikou; Kyoichi Mori
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2023-11-04
Also published as: EP1793221A2; EP1793221A3; US20040101099A1; EP1420243B1; DE60313558D1; US6888918B2; EP1420243A1; JP2004170092A; JP4388270B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenuntersuchungsverfahren und eine Oberflächenuntersuchungsvorrichtung zur Untersuchung, ob ein untersuchtes Objekt wie etwa eine Magnetplatte, ein Halbleiter-Wafer und ein Flüssigkristallsubstrat zum Beispiel Defekte auf seiner Oberfläche aufweist. Sie bezieht sich insbesondere auf das Oberflächenuntersuchungsverfahren und die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung, das bzw. die die Oberfläche des untersuchten Objekts optisch untersucht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als Oberflächenuntersuchungsvorrichtung, die die Oberfläche eines untersuchten Objekts optisch untersucht, ist eine Streulicht- oder Auflichterfassungsvorrichtung, bei der die Oberfläche des untersuchten Objekts mit einer Untersuchungsleuchte beleuchtet wird und das von der Oberfläche des untersuchten Objekts gestreute oder reflektierte Licht erfasst wird, allgemein bekannt (siehe zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2001-66263 ). Die Streulicht- und die Auflichterfassungsvorrichtung sind beide zum Messen der Form, Größe usw. von Defekten auf der Oberfläche des untersuchten Objekts geeignet.
Daneben gibt es eine Interferenzphasenerfassungsvorrichtung, bei der eine Referenzoberfläche und die Oberfläche des untersuchten Objekts mit geteilten Untersuchungsleuchten beleuchtet werden und die Interferenz zwischen dem von der Referenzoberfläche reflektierten Licht und dem von der Oberfläche des untersuchten Objekts reflektierten Licht erfasst wird (siehe zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2000-121317 ). Die Interferenzphasenerfassungsvorrichtung ist zum Messen der Höhe, Tiefe usw. von Defekten auf der Oberfläche des untersuchten Objekts geeignet. Sie wird auch zum Messen der Dicke von Halbleiter-Wafern usw. benutzt (siehe zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2000-234912 ).
In Anbetracht der Unterschiede im Hinblick auf Form, Größe, optische Eigenschaften usw. der Defekte nutzen einige Oberflächenuntersuchungsvorrichtungen auch zwei oder mehr der vorstehend genannten Erfassungsverfahren.
Bei der Oberflächenuntersuchung einer Magnetplatte oder ihres Substrats müssen zum Beispiel verschiedene Arten von Defekten erfasst werden, etwa Partikel, Flecken, Löcher, Erhebungen, Beulen, Kratzer, Handhabungsschäden, Schleifspuren usw. Obwohl diese verschiedenen Defekte bei der Oberflächenuntersuchung erfasst und erkannt werden sollten, unterliegt die Erkennungsgenauigkeit für Defekte natürlich gewissen Grenzen, wenn nur die vorstehend genannten optischen Erfassungsverfahren verwendet werden.
Wenn Fremdstoffe wie etwa Partikel, Flecken usw. auf der Oberfläche des untersuchten Objekts wie etwa einer Magnetplatte, einem Halbleiter-Wafer, einem Flüssigkristallsubstrat usw. anhaften, ist es außerdem nötig, die Substanzen der Fremdstoffe zu identifizieren, um die Produktionsverfahren zu steuern. Manchmal ist es jedoch schwierig, die Substanzen der Fremdstoffe anhand der Form, Größe, Höhe usw. zu erkennen, die mit den vorstehend genannten optischen Erfassungsverfahren gemessen werden, so dass getrennte detaillierte Analysen erforderlich sind.
EP-A-1 061 358 beschreibt eine Oberflächenuntersuchungsvorrichtung und ein Verfahren, auf denen der Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 7 basiert. Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik umfasst ein optisches Mikroskop und ein Rasterelektronenmikroskop. Das optische Mikroskop wird zum Erfassen von Defekten und ihren Positionen auf der Oberfläche eines Objekts wie etwa einem Halbleiter-Wafer verwendet. Eine erfasste Position wird sodann mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Das Dokument erwähnt die Möglichkeit, das Rasterelektronenmikroskop mit einem Instrument zur Erfassung von sekundären Röntgenstrahlen zu kombinieren und ein Röntgenstrahlen-Energieverteilungsspektrum zum Klassifizieren der Defekte zu erhalten.
EP-A-0 398 781 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Oberflächenuntersuchung, die ein Laser-Untersuchungssystem mit einem optischen Untersuchungssystem kombinieren. Das Laser-Untersuchungssystem wird zum Absuchen der Objektoberfläche nach Defekten und zum Erstellen einer Karte der Defekte verwendet. Das optische Untersuchungssystem liefert eine vergrößerte Ansicht der Defekte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens mit einer verbesserten Erkennungsgenauigkeit für Defekte bei der Oberflächenuntersuchung.
Dieses Ziel wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 und der Vorrichtung nach Anspruch 7 erreicht. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung identifizieren bei der Oberflächenuntersuchung die Substanzen von Fremdstoffen, die auf der Oberfläche des untersuchten Objekts anhaften.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die optische Untersuchung der Oberfläche des untersuchten Objekts, das Erfassen der Defekte auf der Oberfläche des untersuchten Objekts und ihrer Merkmale entsprechend der Untersuchungsergebnisse, das Erfassen der Positionen der erfassten Defekte auf der Oberfläche des untersuchten Objekts, das Klassifizieren der erfassten Defekte entsprechend ihrer Merkmale und das Ausführen von Röntgenstrahlanalysen für Defekte aufgrund der Positionen der Defekte und der Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte.
Nach der optischen Untersuchung der Oberfläche des untersuchten Objekts werden Röntgenstrahlanalysen der Defekte automatisch mit einem Programm oder entsprechend Anweisungen eines Bedieners ausgeführt. Da die Röntgenstrahlanalysen der Defekte aufgrund der Positionen der Defekte und der Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte, die bei einer optischen Untersuchung erfasst werden, ausgeführt werden, wird es möglich, die Analysearbeiten effizient auszuführen. Außerdem wird es möglich, die Substanzen von Fremdstoffen wie etwa Partikel, Flecken usw., die auf der Oberfläche des untersuchten Objekts anhaften, anhand der Röntgenstrahlanalyseergebnisse der Defekte zu identifizieren.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ausführung der Neuklassifizierung der Defekte entsprechend der Röntgenstrahlanalyseergebnisse der Defekte. Es wird möglich, die Erkennungsgenauigkeit für Defekte unter Verwendung der Röntgenstrahlanalyseergebnisse der Defekte zusätzlich zu den Merkmalen wie Form, Größe, Höhe usw., die mit der optischen Untersuchung erfasst werden, zu verbessern. Wenn die Röntgenstrahlanalyseergebnisse zum Beispiel voneinander abweichen, wird es möglich, die Partikel von den Erhebungen zu unterscheiden, auch wenn die Merkmale wie Form, Größe, Höhe usw., die mit der optischen Untersuchung erfasst werden, identisch sind. Daher wird es möglich, die Defekte durch Ausführen der Neuklassifizierung der Defekte entsprechend der Röntgenstrahlanalyseergebnisse der Defekte exakt zu klassifizieren.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Röntgenstrahlanalysen für Defekte ausgeführt werden, die entsprechend vorbestimmter Bedingungen über die Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte ausgewählt werden. Durch Programmieren der Probenahmebedingungen für die Defekte und der Priorität für die Ausführung der Röntgenstrahlanalysen im Voraus kann die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, automatisch auswählen.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte und das Herausgreifen der Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten. Der Bediener kann die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, in geeigneter Weise aufgrund der Positionen und Klassifikationsergebnisse der angezeigten Defekte herausgreifen.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte, das Herausgreifen der Defekte, für die eine Formanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten, das optische Nachuntersuchen der herausgegriffenen Defekte, die Ausführung der Formanalysen für die Defekte entsprechend der Nachuntersuchungsergebnisse und das Herausgreifen der Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aufgrund der Formanalyseergebnisse. Der Bediener kann die Notwendigkeit der Röntgenstrahlanalysen für die Defekte aufgrund der Formanalyseergebnisse der angezeigten Defekte beurteilen.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte, das Herausgreifen der Defekte, für die eine Beobachtung unter Verwendung eines optischen Mikroskops ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten, das Beobachten der herausgegriffenen Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops und das Herausgreifen der Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aufgrund der Beobachtungsergebnisse. Der Bediener kann die Notwendigkeit der Röntgenstrahlanalysen für die Defekte aufgrund der Beobachtungsergebnisse unter Verwendung des optischen Mikroskops beurteilen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Beispiel des Oberflächenuntersuchungsverfahrens.
3 zeigt ein Beispiel für eine Defektkarte.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Röntgenstrahluntersuchungseinheit in der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Beispiel für die Röntgenstrahlanalyseergebnisse.
6 zeigt ein Beispiel für die von der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung ausgegebenen Untersuchungsergebnisse.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Weitere Einzelheiten werden nachstehend anhand der in den anliegenden Zeichnungen gezeigten Beispiele erläutert. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung. Dieses Beispiel zeigt die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung, die Defekte auf der Oberfläche einer Magnetplatte untersucht. Die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung umfasst einen Untersuchungstisch 10, eine Verarbeitungseinheit 20, eine optische Untersuchungseinheit 30, ein optisches Mikroskop 40, eine Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 und eine Markierungseinheit 60.
Der Untersuchungstisch 10 umfasst eine Spindel 11, einen Motor 12, einen Transportmechanismus 13 und einen Positionsdetektor 14. In einem nicht gezeigten Ladeabschnitt wird eine Magnetplatte 1, die ein untersuchtes Objekt ist, mit einem nicht gezeigten Handhabungsmechanismus oben auf der Spindel 11 so befestigt, dass die zu untersuchende Oberfläche nach oben weist. Die Magnetplatte 1 wird, wie in 1 gezeigt, mit dem Transportmechanismus 13 unter die optische Untersuchungseinheit 30 gebracht. Unter der optischen Untersuchungseinheit 30 dreht die Spindel 11, angetrieben durch den Motor 12, die Magnetplatte 1, und der Transportmechanismus 13 trans portiert die Magnetplatte 1 in ihrer Radiusrichtung. Wegen dieser Drehungen und Bewegungen tastet eine Untersuchungsleuchte der optischen Untersuchungseinheit 30 die Oberfläche der Magnetplatte 1 spiralförmig ab. Anstelle des Transportmechanismus 13 kann ein Abtasten der Oberfläche der Magnetplatte 1 durchgeführt werden, indem die Untersuchungsleuchte der optischen Untersuchungseinheit 30 in Radiusrichtung der Magnetplatte 1 bewegt wird.
Die optische Untersuchungseinheit 30 ist dieselbe wie in herkömmlichen Oberflächenuntersuchungsvorrichtungen. Sie umfasst optische Systeme vom Streulicht- und Auflicht-Erfassungstyp, wie sie zum Beispiel in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2001-66263 beschrieben sind, oder ein optisches System vom Interferenzphasen-Erfassungstyp, wie es zum Beispiel in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2000-121317 beschrieben ist, oder beides.
Die Verarbeitungseinheit 20 umfasst eine MPU 21, einen Speicher 22, die Schnittstellen 23a, 23e, 23f und 23h, eine Eingabevorrichtung 24, eine Anzeigevorrichtung 25, eine Ausgabevorrichtung 26, eine Positionssteuerschaltung 27, eine Positionserfassungsschaltung 28 und einen Bus 29. Die MPU 21 steuert den Speicher 22, die Schnittstellen 23a, 23e, 23f und 23h, die Eingabevorrichtung 24, die Anzeigevorrichtung 25, die Ausgabevorrichtung 26, die Positionssteuerschaltung 27 und die Positionserfassungsschaltung 28 über den Bus 29.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Beispiel des Oberflächenuntersuchungsverfahrens. Dieses Beispiel zeigt einen Fall, bei dem ein Bediener der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung die Defekte, für die eine Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, unter Verwendung der Eingabevorrichtung 24 herausgreift.
Zuerst führt die MPU 21 ein Defekterfassungsprogramm 22a aus, das im Speicher 22 enthalten ist. Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Motor 12 und den Transportmechanismus 13 an, so dass die Untersuchungsleuchte der optischen Untersuchungseinheit 30 die Oberfläche der Magnetplatte 1 abtastet. Die optische Untersuchungseinheit 30 untersucht die Oberfläche der Magnetplatte 1 optisch (Schritt 101) und gibt die Untersuchungsergebnisse an die Schnittstelle 23a aus. Der Positionsdetektor 14 besteht zum Beispiel aus einem Drehimpulsgeber. Er erfasst eine Referenzposition und die Drehung der Magnetplatte 1 aus der Drehung der Spindel 11 und gibt Erfassungssignale an die Positionserfassungsschaltung 28 aus.
Die MPU 21 erfasst die Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 und ihre Merkmale entsprechend der Untersuchungsergebnisse, die mit der optischen Untersuchungseinheit 30 erfasst und über die Schnittstelle 23a eingegeben werden (Schritt 102). Die erfassten Merkmale der Defekte können zum Beispiel die Unebenheit (auf und ab) der Defekte, ihre Größe und ihre Höhe oder Tiefe sein. Unter der Steuerung der MPU 21 erfasst die Positionserfassungsschaltung 28 die Positionen der erfassten Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 aus den Erfassungssignalen des Positionsdetektors 14 (Schritt 103). Die erfassten Positionen der Defekte können zum Beispiel X- und Y-Koordinaten von der Referenzposition auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 sein. Unter der Steuerung der MPU 21 setzt der Speicher 22 die Merkmaldaten der erfassten Defekte mit den Koordinatenpositionsdaten der Defekte in Beziehung und speichert sie.
Als Nächstes klassifiziert die MPU 21 die erfassten Defekte entsprechend ihrer Merkmale durch Vergleich der Merkmaldaten der erfassten Defekte mit den Daten in einer Defektmerkmal-Parametertabelle 22b, die im Speicher 22 enthalten ist (Schritt 104). Die Klassifikationen der Defekte können zum Beispiel die Art der Defekte wie etwa Erhebungen, Partikel, Löcher, Kratzer usw. und ihre Größenunterschiede sein. Unter der Steuerung der MPU 21 setzt der Speicher 22 die Klassifikationsergebnisdaten der Defekte mit den Koordinatenpositionsdaten der Defekte in Beziehung und speichert sie.
Nachdem die Untersuchungen mit der optischen Untersuchungseinheit 30 und die vorstehend beschriebenen Abläufe in der Verarbeitungseinheit 20 für die gesamte Oberfläche der Magnetplatte 1 abgeschlossen sind, führt die MPU 21 ein Defektkarten-Anzeigeprogramm 22c aus, das im Speicher 22 enthalten ist. Die MPU 21 erstellt eine Defektkarte aus den Koordinatenpositionsdaten der Defekte und den Klassifikationsergebnisdaten der Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, und zeigt sie auf einer Anzeigevorrichtung 25 an (Schritt 105).
3 zeigt ein Beispiel für eine Defektkarte. Die Defektkarte symbolisiert die erfassten Defekte mit Markierungen entsprechend der Klassifikationsergebnisse und zeigt die Positionen der Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte durch die Positionen der Markierungen auf der Karte an. Obwohl die erfassten Defekte bei dem in 3 gezeigten Beispiel anhand von neun Markierungen entsprechend der Unterschiede in Art und Größe klassifiziert sind und angezeigt werden, sind die Art der Defekte und die Größenunterschiede nicht hierauf beschränkt. Auch die Markierungen, die für die Defektkarte verwendet werden, sind nicht auf die in dem Beispiel in 3 gezeigten Markierungen beschränkt, und es können verschiedene Markierungen einschließlich unterschiedlicher Farben verwendet werden.
Danach betrachtet der Bediener die auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigte Defektkarte und beurteilt, ob eine Formanalyse für den jeweiligen Defekt nötig ist (Schritt 106). Wenn der Bediener entscheidet, dass die Formanalyse nötig ist, greift er die Defekte, für die die Formanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten unter Verwendung der Eingabevorrichtung 24 heraus (Schritt 107).
Nach dem Herausgreifen der Defekte, für die die Formanalyse ausgeführt werden soll, führt die MPU 21 ein Formanalyseprogramm 22d aus, das im Speicher 22 enthalten ist. Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Motor 12 und den Transportmechanismus 13 an, um die Magnetplatte 1 aufgrund der Koordinatenpositionsdaten der herausgegriffenen Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, zu drehen und zu bewegen, so dass die herausgegriffenen Defekte von der Untersuchungsleuchte der optischen Untersuchungseinheit 30 beleuchtet werden. Auf diese Weise führt die optische Untersuchungseinheit 30 eine Nachuntersuchung der herausgegriffenen Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 im Detail aus (Schritt 108) und gibt die Nachuntersuchungsergebnisse an die Schnittstelle 23a aus.
Die MPU 21 führt die Formanalysen für die herausgegriffenen Defekte entsprechend der Nachuntersuchungsergebnisse aus, die mit der optischen Untersuchungseinheit 30 erfasst und über die Schnittstelle 23a eingegeben werden, und zeigt die Formanalyseergebnisse auf der Anzeigevorrichtung 25 an (Schritt 109). Die angezeigten Formanalyseergebnisse können alles sein, aus dem der Bediener die Form der Defekte visuell ermitteln kann, zum Beispiel dreidimensionale Bilder, Konturdiagramme, Schnittformen usw.
Danach betrachtet der Bediener die auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigte Defektkarte oder die Formanalyseergebnisse für die Defekte und beurteilt, ob eine Beobachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops für den jeweiligen Defekt nötig ist (Schritt 110). Wenn der Bediener entscheidet, dass die Beobachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops nötig ist, greift er die Defekte, für die die Beobachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten unter Verwendung der Eingabevorrichtung 24 heraus (Schritt 111).
Nach dem Herausgreifen der Defekte, für die die Beobachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops ausgeführt werden soll, führt die MPU 21 ein Defektbeobach tungsprogramm 22e aus, das im Speicher 22 enthalten ist. Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Transportmechanismus 13 an, um die Magnetplatte 1 unter das optische Mikroskop 40 zu bringen. Anstelle des Transportmechanismus 13 kann die Magnetplatte 1 unter dem optischen Mikroskop 40 angeordnet werden, indem sie mit einem nicht gezeigten Handhabungsmechanismus auf einem weiteren Untersuchungstisch, der unter dem optischen Mikroskop 40 angeordnet ist, befestigt wird.
Danach treibt die Positionssteuerschaltung 27 unter der Steuerung der MPU 21 den Motor 12 und den Transportmechanismus 13 an, um die Magnetplatte 1 aufgrund der Koordinatenpositionsdaten der herausgegriffenen Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, zu drehen und zu bewegen, so dass das optische Mikroskop 40 Bilder der herausgegriffenen Defekte erfasst. Danach betreibt die Positionssteuerschaltung 27 unter der Steuerung der MPU 21 den Transportmechanismus 13 aufwärts/abwärts und führt aufgrund der Höhen-/Tiefendaten der herausgegriffenen Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, ein automatisches Fokussieren aus, so dass das optische Mikroskop 40 auf die Oberflächen der herausgegriffenen Defekte fokussiert wird. Auf diese Weise erfasst das optische Mikroskop 40 die Bilder für die herausgegriffenen Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 und gibt sie an die Schnittstelle 23e aus.
Die MPU 21 zeigt die Bilder, die mit dem optischen Mikroskop 40 erfasst und über die Schnittstelle 23e eingegeben werden, auf der Anzeigevorrichtung 25 an. Der Bediener beobachtet die auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigten Bilder der herausgegriffenen Defekte (Schritt 112).
Nach dem Betrachten der auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigten Defektkarte oder der Formanalyseergebnisse für die Defekte oder aufgrund der Beobachtungsergebnisse für die Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops beurteilt der Bediener, ob eine Röntgenstrahlanalyse für den jeweiligen Defekt nötig ist (Schritt 113). Wenn der Bediener entscheidet, dass die Röntgenstrahlanalyse nötig ist, greift er die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten unter Verwendung der Eingabevorrichtung 24 heraus (Schritt 114). Auf der in 3 gezeigten Defektkarte wird angenommen, dass ein Partikel mit der Nummer „2" herausgegriffen wird.
Nach dem Herausgreifen der Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, führt die MPU 21 ein Röntgenstrahlanalyseprogramm 22f aus, das im Spei cher 22 enthalten ist. Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Transportmechanismus 13 so an, dass die Magnetplatte 1 unter die Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 gebracht wird. Anstelle des Transportmechanismus 13 kann die Magnetplatte 1 unter der Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 angeordnet werden, indem sie mit einem nicht gezeigten Handhabungsmechanismus auf einem weiteren Untersuchungstisch, der unter dem Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 angeordnet ist, befestigt wird.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Röntgenstrahluntersuchungseinheit in der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Die Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 umfasst eine Röntgenröhre 51, eine Spektroskopievorrichtung 52 und einen Röntgendetektor 53. Die Röntgenröhre 51 erzeugt primäre Röntgenstrahlen, die auf die Oberfläche der Magnetplatte 1 abgestrahlt werden. Die Spektroskopievorrichtung 52 weist eine tonnenförmige zylindrische Form auf, deren Mittelteil erweitert ist, wie das Schnittbild in 4 zeigt. Sie nimmt eine Braggsche Reflexion nur der primären Röntgenstrahlen vor, die mit einem vorbestimmten Einfallswinkel auf ihre Innenfläche auftreffen, und lenkt sie auf die Oberfläche der Magnetplatte 1. Beim Abstrahlen der primären Röntgenstrahlen werden Atome auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 angeregt, und fluoreszierende Röntgenstrahlen 3 werden erzeugt: Der Röntgendetektor 53 erfasst die fluoreszierenden Röntgenstrahlen 3, die von der Oberfläche der Magnetplatte 1 erzeugt werden. Für eine Spektroskopievorrichtung und eine Röntgenstrahlanalysevorrichtung ist zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2001-133421 bekannt.
Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Motor 12 und den Transportmechanismus 13 an, um die Magnetplatte 1 aufgrund der Koordinatenpositionsdaten der herausgegriffenen Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, zu drehen und zu bewegen, so dass die primären Röntgenstrahlen von der Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 auf die herausgegriffenen Defekte abgestrahlt werden. Auf diese Weise führt die Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 die Röntgenstrahlanalysen für die herausgegriffenen Defekte auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 aus (Schritt 115) und gibt die Röntgenstrahlanalyseergebnisse an die Schnittstelle 23f aus.
5 zeigt ein Beispiel für die Röntgenstrahlanalyseergebnisse. Bei diesem Beispiel liegen Partikel, die Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) enthalten, auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 vor, deren Grundmaterial Nickel-Phosphor (Ni-P) enthält. In
5 zeigt die horizontale Achse die Energie der Elemente, und die vertikale Achse zeigt die erfassten Mengen. Die mit „C" und „O" markierten Bereiche in 5 zeigen die erfassten Mengen für Kohlenstoff (C) bzw. Sauerstoff (O).
Die MPU 21 beurteilt die Substanzen der herausgegriffenen Defekte durch Vergleich der Röntgenstrahlanalyseergebnisdaten, die mit der Röntgenstrahluntersuchungseinheit 50 erfasst und über die Schnittstelle 23f eingegeben werden, mit den Spektraldaten von Substanzen, die in einer Defektsubstanzbibliothek 22g registriert sind, die im Speicher 22 enthalten ist (Schritt 116). Unter Berücksichtigung der Materialien, aus denen das untersuchte Objekt besteht, und der Fremdstoffe, die während der Herstellungsverfahren usw. eingemischt werden können, werden in der Defektsubstanzbibliothek 22g im Voraus die Spektraldaten von Substanzen erfasst, die mittels der Röntgenstrahlanalyse erfasst werden können. Substanzbeurteilungsergebnisse für die Defekte können zum Beispiel die Arten von organischen oder anorganischen Stoffen, Arten von Metallen, Arten von magnetischen Materialien, Arten von Halbleitern und Arten von amorphen Kohlenstoff- und Wasserflächen sein. Unter der Steuerung der MPU 21 setzt der Speicher 22 die Röntgenstrahlanalyseergebnisdaten für die Defekte und die Substanzbeurteilungsergebnisdaten für die Defekte mit den Koordinatenpositionsdaten der Defekte in Beziehung und speichert sie.
Als Nächstes führt die MPU 21 Neuklassifikationen der Defekte aufgrund der Substanzbeurteilungsergebnisdaten für die Defekte durch (Schritt 117). Das Partikel mit der Nummer „2" auf der in 3 gezeigten Defektkarte wird zum Beispiel nicht als ein Partikel neu klassifiziert, sondern als eine Erhebung, wenn das Substanzbeurteilungsergebnis dasselbe wie das für das Grundmaterial der Magnetplatte 1 ist. Andererseits wird es wieder als Partikel neu klassifiziert, wenn das Substanzbeurteilungsergebnis sich von dem für das Grundmaterial der Magnetplatte 1 unterscheidet. Darüber hinaus kann das Partikel entsprechend der Art der Substanz genau neu klassifiziert werden. Unter der Steuerung der MPU 21 setzt der Speicher 22 die Ergebnisdaten der Neuklassifikation für die Defekte mit den Koordinatenpositionsdaten der Defekte in Beziehung und speichert sie.
Abschließend zeigt die MPU 21 auf der Grundlage der Koordinatenpositionsdaten der Defekte, der Merkmaldaten der Defekte, der Röntgenstrahlanalyseergebnisdaten für die Defekte und der Substanzbeurteilungsergebnisdaten für die Defekte, die alle im Speicher 22 gespeichert sind, die Untersuchungsergebnisse auf der Anzeigevorrichtung 25 an oder gibt sie an die Ausgabevorrichtung 26 aus (Schritt 118).
6 zeigt ein Beispiel für die von der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung ausgegebenen Untersuchungsergebnisse. Die Nummern in der Spalte „Nr." sind laufende Nummern zur Unterscheidung der einzelnen Defekte. Die X- und Y-Koordinaten der Defektpositionen auf der Magnetplatte 1 sind in einer Spalte „X" und einer Spalte „Y" für eine „Adresse" angegeben. Die Unebenheit (auf und ab) der Defekte ist in der Spalte „Auf/Ab-Beurteilung" angegeben. Die Größe der Defekte ist in der Spalte „Größe" angegeben, und die Höhe oder Tiefe der Defekte ist in der Spalte „Höhe/Tiefe" angegeben. Die mit der Röntgenstrahlanalyse erfasste Menge der Elemente A, B und C (A, B und C stehen jeweils für beliebige Elemente) ist in den Spalten „A", „B" und „C" unter „Mittels Röntgenstrahlanalyse erfasste Menge der Elemente" angegeben. Die Substanzbeurteilungsergebnisse für die Defekte sind in der Spalte „Substanzbeurteilung" angegeben. Die angezeigten oder ausgegebenen Untersuchungsergebnisse sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Sie können auch die Merkmale der Defekte, die Klassifikations- oder Neuklassifikationsergebnisse für die Defekte, die Röntgenstrahlanalyseergebnisse für die Defekte usw. in einfacher oder detaillierter Form angeben.
Nach dem in 2 gezeigten Beispiel kann der Bediener die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, in geeigneter Weise aus der auf der Anzeigevorrichtung angezeigten Defektkarte herausgreifen. Darüber hinaus kann der Bediener die Notwendigkeit für die Röntgenstrahlanalysen der Defekte aufgrund der auf der Anzeigevorrichtung angezeigten Formanalyseergebnisse für die Defekte oder aufgrund der Beobachtungsergebnisse für die Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops beurteilen. Die Formanalysen für die Defekte und die Beobachtungen der Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops sind jedoch nicht zwingend erforderlich; jede von ihnen kann ausgeführt werden oder beide können ignoriert werden. Außerdem können die Formanalysen für die Defekte nach den Beobachtungen der Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops ausgeführt werden.
Obwohl das Beispiel in 2 den Fall zeigt, bei dem der Bediener der Oberflächenuntersuchungsvorrichtung die Defekte herausgreift, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, kann die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, automatisch auswählen. In diesem Fall wird ein Programm zum Auswählen der Defekte, für die die Röntgenstrahlana lyse ausgeführt werden soll, in den Speicher 22 eingefügt. Die MPU 21 führt das hinzugefügte Programm aus und wählt die Defekte aus, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll. Daraufhin werden die Röntgenstrahlanalysen für die ausgewählten Defekte genauso ausgeführt, als habe der Bediener die Defekte herausgegriffen.
Das Programm zum Auswählen der Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, umfasst die Probenahmebedingungen für die Defekte, die Priorität zum Ausführen der Röntgenstrahlanalysen usw. Die Oberfläche der Magnetplatte 1 ist zum Beispiel in mehrere Blöcke mit einer vorbestimmten Fläche unterteilt. Die Blöcke, in denen die Defektdichte (die Anzahl der in jedem Block erfassten Defekte) eine vorbestimmte Menge oder mehr erreicht, werden in der Reihenfolge der Defektdichte ausgewählt. Außerdem werden ein Defekt mit der maximalen Größe in dem ausgewählten Block oder Defekte mit einer vorbestimmten Größe oder mehr als Proben aus dem ausgewählten Block genommen. Die Probenahmebedingungen für die Defekte und die Priorität zum Ausführen der Röntgenstrahlanalysen sind nicht hierauf beschränkt. Sie können in geeigneter Weise bestimmt werden, etwa in der Reihenfolge der Größe unter den Defekten mit einer vorbestimmten Größe oder mehr oder in einer vorbestimmten Klassifikationsreihenfolge unter den nach bestimmten Arten klassifizierten Defekten.
Die Untersuchung mit der in 1 gezeigten Oberflächenuntersuchungsvorrichtung ist beendet. Nach Betrachten der auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigten Defektkarte oder der Formanalyseergebnisse für die Defekte oder aufgrund der Beobachtungsergebnisse für die Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops oder nach Betrachten der auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigten oder mit der Ausgabevorrichtung 26 ausgegebenen Untersuchungsergebnisse kann der Bediener beurteilen, ob das Markieren der Defektposition auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 für den jeweiligen Defekt nötig ist. Wenn der Bediener entscheidet, dass das Markieren nötig ist, greift er die Defekte, für die das Markieren ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten unter Verwendung der Eingabevorrichtung 24 heraus.
Nach dem Herausgreifen der Defekte, für die das Markieren ausgeführt werden soll, führt die MPU 21 ein Defektpositions-Markierungsprogramm 22h aus, das im Speicher 22 enthalten ist. Unter der Steuerung der MPU 21 treibt die Positionssteuerschaltung 27 den Transportmechanismus 13 an, so dass die Magnetplatte 1 unter die Markierungseinheit 60 gebracht wird. Anstelle des Transportmechanismus 13 kann die Magnetplatte 1 unter der Markierungseinheit 60 angeordnet werden, indem sie mit ei fern nicht gezeigten Handhabungsmechanismus auf einem weiteren Untersuchungstisch, der unter der Markierungseinheit 60 angeordnet ist, befestigt wird.
Als Nächstes gibt die MPU 21 unter den Koordinatenpositionsdaten und den Klassifikations- oder Neuklassifikationsergebnisdaten für die Defekte, die im Speicher 22 gespeichert sind, die Koordinatenpositionsdaten und die Klassifikations- oder Neuklassifikationsergebnisdaten für die herausgegriffenen Defekte über die Schnittstelle 23h an die Markierungseinheit 60 aus. Die Markierungseinheit 60 schreibt aufgrund der eingegebenen Koordinatenpositionsdaten und der eingegebenen Klassifikations- oder Neuklassifikationsergebnisdaten für die Defekte Markierungen, die die Positionen und die Klassifikations- oder Neuklassifikationsergebnisdaten für die herausgegriffenen Defekte angeben, auf die Oberfläche der Magnetplatte 1. Die auf die Oberfläche der Magnetplatte 1 geschriebenen Markierungen werden bei der Ausführung weiterer detaillierter Analysen zum Beispiel unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder eines Rasterkraftmikroskops (AFM) verwendet.
Darüber hinaus kann die Oberflächenuntersuchungsvorrichtung die Defekte, für die das Markieren ausgeführt werden soll, automatisch auswählen. In diesem Fall wird ein Programm zum Auswählen der Defekte, für die das Markieren ausgeführt werden soll, in den Speicher 22 eingefügt. Die MPU 21 führt das hinzugefügte Programm aus und wählt die Defekte aus, für die das Markieren ausgeführt werden soll. Daraufhin wird das Markieren für die ausgewählten Defekte genauso ausgeführt, als habe der Bediener die Defekte herausgegriffen.
Auch wenn das vorstehend erwähnte Beispiel einen Fall der Ausführung des Röntgenstrahlanalyse für das Partikel beschreibt, das auf der Oberfläche der Magnetplatte 1 anhaftet, können auch die Substanzen anderer Fremdstoffe wie etwa Flecken usw. durch Ausführen der Röntgenstrahlanalyse identifiziert werden. Wenn auf der Oberfläche der Magnetplatte gebildete Schichten, etwa ein Magnetfilm, ein Schutzfilm usw., eine Beschädigung wie etwa Kratzer usw. aufweisen, ist es außerdem möglich, durch Ausführung der Röntgenstrahlanalyse zu beurteilen, welche Schicht freiliegt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Magnetplatten beschränkt, sondern eignet sich auch für die Untersuchung von Defekten auf Oberflächen verschiedener anderer Dinge, etwa Halbleiter-Wafer, Flüssigkristallsubstrate usw.
Nach der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Erkennungsgenauigkeit der Defekte unter Verwendung der Röntgenstrahlanalyseergebnisse für die Defekte zu verbessern. Daher wird es möglich, die Defekte durch Ausführung einer Neuklassifikation der Defekte entsprechend der Röntgenstrahlanalyseergebnisse für die Defekte genauer zu klassifizieren.
Weil die Röntgenstrahlanalysen für die Defekte aufgrund der Positionen der Defekte und der Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte ausgeführt werden, die während der optischen Untersuchung erfasst werden, wird es möglich, die Analysearbeiten effizient auszuführen.
Darüber hinaus wird es möglich, die Substanzen von Fremdstoffen wie etwa Partikel, Flecken usw., die auf der Oberfläche des untersuchten Objekts anhaften, anhand der Röntgenstrahlanalyseergebnisse für die Defekte zu identifizieren. Auf diese Weise wird es möglich, die Quellen von Fremdstoffen, die sich während der Herstellungsverfahren auf der Oberfläche der Magnetplatte, des Halbleiter-Wafers, des Flüssigkristallsubstrats usw. abgelagert haben, herauszufinden, wodurch schnelle Maßnahmen zur Verhinderung von Verunreinigungen möglich werden.

Claims

Oberflächenuntersuchungsverfahren mit folgenden Schritten: optisches Untersuchen einer Oberfläche eines Objekts (1), Erfassen von Defekten und ihrer Merkmale auf der Oberfläche des Objekts (1) anhand der Ergebnisse der optischen Untersuchung, Erfassen von Positionen der erfassten Defekte auf der Oberfläche des Objekts (1), Klassifizieren der erfassten Defekte entsprechend ihrer Merkmale und Ausführen von Röntgenstrahlanalysen der Defekte aufgrund ihrer Positionen und ihrer Merkmale oder Klassifikationsergebnisse, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahlanalysen durch Bestrahlung der genannten Positionen mittels primärer Röntgenstrahlen durch eine zylindrische Spektroskopievorrichtung (52) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Röntgenstrahlanalysen für Defekte ausgeführt werden, die entsprechend vorbestimmter Bedingungen über die Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte ausgewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden weiteren Schritten: Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte und Herausgreifen derjenigen Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten.
Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden weiteren Schritten: Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte, Herausgreifen derjenigen Defekte, für die eine Formanalyse ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten, optisches Nachuntersuchen der herausgegriffenen Defekte, Ausführung der Formanalysen für die Defekte entsprechend den Nachuntersuchungsergebnissen und Herausgreifen derjenigen Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aufgrund der Formanalyseergebnisse.
Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden weiteren Schritten: Anzeigen der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte, Herausgreifen derjenigen Defekte, für die eine Beobachtung unter Verwendung eines optischen Mikroskops (40) ausgeführt werden soll, aus den angezeigten Defekten, Beobachten der herausgegriffenen Defekte unter Verwendung des optischen Mikroskops (40) und Herausgreifen derjenigen Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aufgrund der Beobachtungsergebnisse.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Schritt zum Ausführen einer Neuklassifikation der Defekte entsprechend ihrer Röntgenstrahlanalyseergebnisse.
Oberflächenuntersuchungsvorrichtung, aufweisend: eine optische Untersuchungseinrichtung (30) zur optischen Untersuchung einer Oberfläche eines Objekts (1), eine Verarbeitungsvorrichtung (20) zur Erfassung von Defekten und ihrer Merkmale auf der Oberfläche des Objekts (1) entsprechend den optischen Untersuchungsergebnissen, Erfassen von Positionen der erfassten Defekte auf der Oberfläche des Objekts (1), Klassifizieren der erfassten Defekte entspre chend ihrer Merkmale und Auswählen bzw. Herausgreifen von Defekten und eine Einrichtung (50) zur Röntgenstrahlanalyse der herausgegriffenen bzw. ausgewählten Defekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) zur Röntgenstrahlanalyse eine Röntgenstrahluntersuchungseinrichtung (50) zur Bestrahlung der genannten Positionen mittels primärer Röntgenstrahlen durch eine zylindrische Spektroskopievorrichtung (52) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Verarbeitungseinrichtung (20) eingerichtet ist, die Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, entsprechend vorbestimmter Bedingungen über die Merkmale oder Klassifikationsergebnisse der Defekte auszuwählen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Verarbeitungseinrichtung (20) eine Anzeigevorrichtung (25) zur Anzeige der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte und eine Eingabevorrichtung (24) zum Herausgreifen derjenigen Defekte, für die die Röntgenstrahlanalyse ausgeführt werden soll, aus den von der Anzeigevorrichtung (25) angezeigten Defekten aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Verarbeitungseinrichtung (20) eine Anzeigevorrichtung (25) zur Anzeige der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte und eine Eingabevorrichtung (24) zum Herausgreifen derjenigen Defekte, für die eine Formanalyse ausgeführt werden soll, aus den von der Anzeigevorrichtung (25) angezeigten Defekten aufweist, die optische Untersuchungseinrichtung (30) eingerichtet ist, die von der Eingabeeinrichtung (24) herausgegriffenen Defekte optisch nachzuuntersuchen, und die Verarbeitungseinrichtung (20) eingerichtet ist, die Formanalysen für die Defekte entsprechend der Nachuntersuchungsergebnisse der optischen Untersuchungseinrichtung (30) auszuführen und Formanalyseergebnisse auf der Anzeigevorrichtung (25) anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem optischen Mikroskop (40), wobei die Verarbeitungseinrichtung (20) eine Anzeigevorrichtung (25) zur Anzeige der Positionen und Klassifikationsergebnisse der Defekte und eine Eingabevorrichtung (24) zum Herausgreifen derjenigen Defekte, für die eine Beobachtung unter Verwendung des optischen Mikroskops (40) ausgeführt werden soll, aus den von der Anzeigevorrichtung (25) angezeigten Defekten aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Verarbeitungseinrichtung (20) eine Neuklassifikation der Defekte entsprechend ihrer Röntgenstrahlanalyseergebnisse der Röntgenstrahluntersuchungseinrichtung (50) ausführt.