JP2001330563A - Inspection device - Google Patents

Inspection device

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JP2001330563A
JP2001330563A JP2000150884A JP2000150884A JP2001330563A JP 2001330563 A JP2001330563 A JP 2001330563A JP 2000150884 A JP2000150884 A JP 2000150884A JP 2000150884 A JP2000150884 A JP 2000150884A JP 2001330563 A JP2001330563 A JP 2001330563A
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JP
Japan
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sample
inspected
laser beam
raman
optical system
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JP2000150884A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayasu Yamagata
正靖 山縣
Masayuki Inoguchi
正幸 猪口
Masao Murota
正雄 無漏田
Sadatsugu Oki
貞嗣 大木
Shuichi Muraishi
修一 村石
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NIPPON DENSHI RAIOSONIKKU KK
Jeol Ltd
Jeol System Technology Co Ltd
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NIPPON DENSHI RAIOSONIKKU KK
Jeol Ltd
Jeol System Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient and low-cost semiconductor inspection device. SOLUTION: An electro-optical system lens-barrel 4 of inspection SM and an optical system lens-barrel 5 of a Raman analytical mechanism are installed in a common sample chamber 1. In this case, installation is executed so that a focus point of an objective lens of the inspection SM agrees with a laser beam irradiation point of the Raman analytical mechanism, and a stage 3 is driven so that the focus point falls on the surface of a sample 2. A galvanometer scan mirror is mounted on the optical system lens-barrel of the Raman analytical mechanism, to thereby scan the sample 2 by a laser beam from a Raman excitation laser beam source 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、ラマン分析機構を備え
た半導体等の検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus for semiconductors and the like having a Raman analysis mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程においては、製造工程中
で発生した欠陥を検出して観察し、更に、その欠陥の成
分分析を行い、該分析により得られた欠陥の性質からそ
の欠陥の発生原因を突きとめ、欠陥の発生が低減される
ように製造工程における製造条件等を改善している。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a defect generated in a manufacturing process is detected and observed, a component analysis of the defect is performed, and the nature of the defect obtained by the analysis is analyzed. The manufacturing conditions and the like in the manufacturing process are improved so as to reduce the occurrence of defects.

【0003】さて、このところ、半導体素子の高密度化
(微細化)が著しく進んできており、それに伴って欠陥
自体も微細化していることから、最近では、この様な微
細な欠陥の検出・観察には、走査型電子顕微鏡を基本的
な構造とした開発された欠陥検査用走査型電子顕微鏡
(以後、検査用SMと称す)が用いられている。
[0003] Recently, since the density of semiconductor elements has been remarkably increased (miniaturization) and the defects themselves have also been miniaturized, the detection and detection of such fine defects have recently been carried out. For the observation, a developed scanning electron microscope for defect inspection (hereinafter referred to as an inspection SM) having a scanning electron microscope as a basic structure is used.

【0004】一方、この様な微細な欠陥の成分分析を行
う場合、有機物の分子構造の判別が可能なラマン分析機
構を備えたラマン顕微鏡を使用しようとする動きがあ
る。
On the other hand, when performing component analysis of such fine defects, there is a movement to use a Raman microscope having a Raman analysis mechanism capable of distinguishing the molecular structure of an organic substance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さて、前記欠陥の検出
・観察からその欠陥の成分分析する場合、一般に、先
ず、半導体試料を前記検査用SEMの試料室にセットし
て試料上の欠陥の検出・観察を行い、一旦、半導体試料
を試料室から試料室外に取り出し、この試料を前記検査
用SEMとは別に設けられたラマン顕微鏡の試料室にセ
ットし、この試料の欠陥の成分分析を行っている。
In the case of analyzing a component of a defect from the detection and observation of the defect, generally, first, a semiconductor sample is set in a sample chamber of the inspection SEM to detect a defect on the sample. Observation is performed, and once the semiconductor sample is removed from the sample chamber to the outside of the sample chamber, the sample is set in a sample chamber of a Raman microscope provided separately from the inspection SEM, and component analysis of defects of the sample is performed. I have.

【0006】しかし、半導体試料の欠陥の検出・観察
と、同一半導体試料の欠陥の成分分析を行う場合、別々
に設けられた装置で行うようにしているので、半導体試
料の欠陥の検出・観察・分析の一連のステップからなる
欠陥検査工程に著しい時間が掛かり、又、独立した欠陥
検出・観察用装置と欠陥分析用装置がそれぞれ必要とな
り、多大な費用が掛かってしまう。本発明は、この様な
問題を解決することを目的としたもので、新規な検査装
置を提供するものである。
However, when detecting and observing a defect in a semiconductor sample and analyzing a component of a defect in the same semiconductor sample, the detection and observation and defect detection and observation of the defect in the semiconductor sample are performed by separately provided devices. A considerable amount of time is required for a defect inspection process including a series of analysis steps, and a separate defect detection / observation device and a defect analysis device are required, resulting in a large cost. The present invention has been made to solve such a problem, and provides a new inspection apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】 本発明に基づく検査装
置は、被検査試料が載置されたステージが設けられた試
料室に、該被検査試料を集束された電子ビームで走査す
るための電子光学的手段を備えた電子光学系鏡筒と、該
被検査試料に集光したレーザービームを照射するための
光学的手段を備えた光学系鏡筒とが取り付けられてお
り、前者の電子ビーム走査により被検査試料から検出さ
れた電子に基づいて被検査試料の走査像が観察される様
に成されており、後者のレーザービーム照射により被検
査試料から得られたラマン散乱光をラマン分光器により
分光することにより被検査試料成分が分析されるように
成されていることを特徴とする。
An inspection apparatus according to the present invention provides an electronic apparatus for scanning a specimen to be inspected with a focused electron beam in a specimen chamber provided with a stage on which the specimen to be inspected is mounted. An electron optical column equipped with an optical unit and an optical column equipped with an optical unit for irradiating a laser beam condensed on the specimen to be inspected are attached. The scanning image of the sample to be inspected is observed based on the electrons detected from the sample to be inspected, and the Raman scattered light obtained from the sample to be inspected by the latter laser beam irradiation is analyzed by a Raman spectroscope. It is characterized in that the sample component to be inspected is analyzed by spectroscopy.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明の検査装置の一概略例を示し
たものである。
FIG. 1 shows a schematic example of an inspection apparatus according to the present invention.

【0010】図中1は試料室で、その内部には試料2を
載置するためのステージ3が設けられている。該ステー
ジは、図示してはいないが、例えば、Z軸方向に移動可
能なZプレート、X方向に移動可能なXプレート、Y方
向に移動可能なYプレート、及び電子ビーム光軸Oに対
して適宜な角度傾斜可能な傾斜プレートから構成されて
おり、各々のプレートは図示されていないが、それぞれ
Z方向ステージ移動駆動機構、X方向ステージ移動駆動
機構、Y方向ステージ移動駆動機構、ステージ傾斜駆動
機構によって駆動されるようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sample chamber, in which a stage 3 for mounting a sample 2 is provided. Although not shown, the stage may be, for example, a Z plate movable in the Z-axis direction, an X plate movable in the X direction, a Y plate movable in the Y direction, and an electron beam optical axis O. It is composed of a tilt plate that can be tilted at an appropriate angle. Although not shown, each plate is a Z-direction stage movement driving mechanism, an X-direction stage movement driving mechanism, a Y-direction stage movement driving mechanism, and a stage inclination driving mechanism. It is adapted to be driven by.

【0011】この様な試料室1の上壁1Uには適宜距離
を開けて2つの孔が開けられており、一方の孔には検査
用SEMの電子光学系鏡筒4が、他方の孔にはラマン分
光機構の光学系鏡筒5が取り付けられている。この際、
設計上で、電子ビーム光学系鏡筒4の中心軸上、即ち、
電子ビーム光軸中心O上における検査用SEMの最終段
レンズ(対物レンズ)のフォーカス位置Fiに、ラマン
分光機構の光学系鏡筒5の中心軸上、即ち、ラマン励起
レーザービーム光軸中心Q上におけるラマン分光機構の
レーザービームの照射点が一致するように、電子ビーム
光学系鏡筒4とラマン分光機構の光学系鏡筒5が試料室
1の上壁1Uに取り付けられる。
The upper wall 1U of the sample chamber 1 is provided with two holes at an appropriate distance from each other. One hole is provided with the electron optical system barrel 4 of the inspection SEM, and the other hole is provided with the other hole. Is provided with an optical system barrel 5 of a Raman spectroscopic mechanism. On this occasion,
In design, on the central axis of the electron beam optical system lens barrel 4, that is,
At the focus position Fi of the final stage lens (objective lens) of the inspection SEM on the electron beam optical axis center O, on the central axis of the optical system barrel 5 of the Raman spectroscopy mechanism, that is, on the optical axis center Q of the Raman excitation laser beam. The electron beam optical system barrel 4 and the optical system barrel 5 of the Raman spectroscopic mechanism are mounted on the upper wall 1U of the sample chamber 1 so that the irradiation points of the laser beam of the Raman spectroscopic mechanism coincide with each other.

【0012】前記電子光学系鏡筒4内には、電子銃6、
集束レンズ(図示せず)、偏向器(図示せず)、対物レ
ンズ(図示せず)等の光学系ユニットが設けられてい
る。
In the electron optical system barrel 4, an electron gun 6,
An optical system unit such as a focusing lens (not shown), a deflector (not shown), and an objective lens (not shown) is provided.

【0013】前記光学系鏡筒5は、鏡筒主部5Aと、鏡
筒主部5Aの中間部で該鏡筒主部の中心軸Qに対して左
右垂直方向に枝分かれした支部5B、5Cとから成り、
鏡筒主部5A内には、ラマン励起レーザー光源7、集光
レンズ8、反射ミラ9,10、ハーフミラー11、対物
レンズ12等が設けられており、支部5B内には、ラマ
ン散乱光のみ通過させるラマンフィルタ13,集光レン
ズ14,光ファイバー15の一方の端部を接続したコネ
クタ16A等が設けられている。又、支部5C内には、
反射ミラー17,18、ガルバノメータスキャンミラー
19が設けられている。尚、図示されていないが、前記
ガルバノメータスキャンミラー19は偏向駆動機構によ
って駆動されるようになっている。
The optical system lens barrel 5 includes a lens barrel main portion 5A, and supports 5B and 5C which are intermediate portions of the lens barrel main portion 5A and are branched in a direction perpendicular to the center axis Q of the lens barrel main portion. Consisting of
A Raman excitation laser light source 7, a condenser lens 8, reflection mirrors 9, 10, a half mirror 11, an objective lens 12, and the like are provided in the lens barrel main portion 5A, and only Raman scattered light is provided in the branch portion 5B. A Raman filter 13, a condenser lens 14, and a connector 16A to which one end of an optical fiber 15 is connected are provided. Also, in the branch 5C,
Reflection mirrors 17 and 18 and a galvanometer scan mirror 19 are provided. Although not shown, the galvanometer scan mirror 19 is driven by a deflection driving mechanism.

【0014】前記試料室1の側壁1Saには、コネクタ
16B、集光レンズ47、分光器48が収容されたラマ
ン分光ボックス49が取り付けられている。
On the side wall 1Sa of the sample chamber 1, a Raman spectroscopic box 49 in which a connector 16B, a condenser lens 47 and a spectroscope 48 are accommodated is mounted.

【0015】尚、図示している様に、光ファイバー15
は試料室側壁1Saに開けられた孔を介して、一方の端
部が支部5B内に設けられたコネクター16Aに、他方
の端部がラマン分光ボックス19内に設けられたコネク
ター16Bに接続されている。
As shown in FIG.
One end is connected to a connector 16A provided in the support 5B and the other end is connected to a connector 16B provided in the Raman spectroscopic box 19 through a hole formed in the sample chamber side wall 1Sa. I have.

【0016】又、図示されていないが、集光レンズ14
によるラマン散乱光の集光位置に、コネクタ16Aに接
続された光ファイバー15の一方の端部が位置し、集光
レンズ47によるラマン散乱光の集光位置に分光器48
の分光入射部が位置するように、それぞれ前記各集光レ
ンズ14,47の位置がラマン散乱光の光軸に沿って平
行移動出来るように成っている。
Although not shown, the condenser lens 14
One end of the optical fiber 15 connected to the connector 16A is located at the position where the Raman scattered light is condensed by the light source, and the spectroscope 48 is located at the position where the Raman scattered light is condensed by the condenser lens 47.
The position of each of the condenser lenses 14 and 47 can be moved in parallel along the optical axis of the Raman scattered light so that the spectral incident portion is located.

【0017】図中20は光電子像倍管を備えた検出器、
21はアンプ、22はコンピュータの如き制御装置であ
る。図中23は試料室側壁1Sbに取り付けられた二次
電子検出器、24はアンプ、25は陰極線管の如き表示
装置である。
In the drawing, reference numeral 20 denotes a detector provided with a photoelectron image multiplier,
21 is an amplifier, and 22 is a control device such as a computer. In the figure, 23 is a secondary electron detector attached to the sample chamber side wall 1Sb, 24 is an amplifier, and 25 is a display device such as a cathode ray tube.

【0018】前記制御装置22はアンプ21からのラマ
ンスペクトルデータ、アンプ24からの二次電子画像デ
ータをそれぞれ読み込んだり、各種信号処理したり、前
者のデータに基づいて表示装置25にラマンスペクトル
の表示をさせたり、後者のデータに基づいて表示装置2
5に試料のに次電子像を表示させたりするだけではな
く、前記ステージ系の駆動機構(図示せず)やガルバノ
メータスキャンミラー19の偏向駆動機構に駆動指令を
送ったり、電子光学系鏡筒4内に備えられた前記各ユニ
ットに作動指令を与えたり、その他、各種演算等を行
う。
The controller 22 reads the Raman spectrum data from the amplifier 21 and the secondary electron image data from the amplifier 24, performs various kinds of signal processing, and displays the Raman spectrum on the display device 25 based on the former data. Or display device 2 based on the latter data.
In addition to displaying the next electron image on the sample on the sample 5, a drive command is sent to the drive mechanism (not shown) of the stage system and the deflection drive mechanism of the galvanometer scan mirror 19, and the electron optical system barrel 4 An operation command is given to each of the units provided therein, and various calculations are performed.

【0019】この様な構成の装置の動作を次に説明す
る。
The operation of the device having such a configuration will be described below.

【0020】例えば、半導体製造工程において特定の工
程迄終えた半導体試料(ウエハ)の欠陥検査を行う場合
について説明する。
For example, a case where a defect inspection of a semiconductor sample (wafer) completed up to a specific step in a semiconductor manufacturing process will be described.

【0021】通常、この様な半導体試料は最初に、図示
されていない光学的欠陥検査装置(高速異常点検出装
置)により異常点(欠陥点)の位置座標が測定される。
この光学的欠陥検査装置は市販されているもので、該欠
陥装置の試料載置台に半導体試料を載せ、該試料全面に
光を照射し、該試料からの反射光を検出し、該反射光に
基づいて試料上の異常点(欠陥点)の情報(欠陥点の位
置座標)を出力するものである。
Usually, the position coordinates of an abnormal point (defect point) of such a semiconductor sample is first measured by an optical defect inspection apparatus (high-speed abnormal point detection apparatus) not shown.
This optical defect inspection device is a commercially available one. A semiconductor sample is placed on a sample mounting table of the defect device, light is irradiated on the entire surface of the sample, reflected light from the sample is detected, and the reflected light is It outputs information (position coordinates of defect points) of abnormal points (defect points) on the sample based on the information.

【0022】この光学的欠陥検査装置の出力データ(欠
陥の位置座標)は、図示されていない操作・制御用ワー
クステーション(EWSと称す)に送られ、ここで、欠
陥検査用SMの座標系上でのデータに変換され、該変換
されたデータが一旦、EWSの内蔵メモリに記憶され
る。
The output data (position coordinates of the defect) of the optical defect inspection apparatus is sent to an operation / control work station (referred to as EWS) (not shown), where it is displayed on the coordinate system of the defect inspection SM. , And the converted data is temporarily stored in the internal memory of the EWS.

【0023】この様にした記憶された欠陥の位置座標デ
ータが、順次、制御装置22に送られ、各欠陥の検出・
観察・分析の一連のステップから成る本格的欠陥検査が
始まる。
The stored position coordinate data of the defect is sequentially sent to the control unit 22 to detect and detect each defect.
Full-scale defect inspection, which consists of a series of observation and analysis steps, begins.

【0024】先ず、検査すべき半導体試料(ウエハ)2
が試料室1のステージ3上の所定の位置にセットされ
る。
First, a semiconductor sample (wafer) 2 to be inspected
Is set at a predetermined position on the stage 3 in the sample chamber 1.

【0025】次に、制御装置22から欠陥の位置座標デ
ータがステージ移動駆動機構(図示せず)に送られるこ
とにより、欠陥が検査SMの電子ビーム光軸O上に来る
様にステージ3が移動される。この時、移動量が小さけ
れば、検査SMの偏向器制御回路(図示せず)に位置座
標データを送って、電子ビーム光軸を移動させることに
よって欠陥が検査SMの電子ビーム光軸O上に来る様に
しても良い。又、位置座標データの大雑把なデータ部分
をステージ移動駆動機構(図示せず)に送り、細かいデ
ータ部分を偏向器制御回路(図示せず)に送って、ステ
ージ3の移動と電子ビーム光軸の移動によって欠陥が検
査SMの電子ビーム光軸O上に来る様にしても良い。
尚、前記光学的欠陥検査装置で検出された欠陥の位置座
標データ値の精度には限界があること、及び、ステージ
移動精度にも限界があるので、図2に示す様に、欠陥K
は電子ビーム光軸Oの極く近傍に来ていることは間違い
ないが、必ずしも電子ビーム光軸O上に来ているとは限
らない。
Next, the position coordinate data of the defect is sent from the control device 22 to the stage moving drive mechanism (not shown), so that the stage 3 moves so that the defect comes on the electron beam optical axis O of the inspection SM. Is done. At this time, if the moving amount is small, the position coordinate data is sent to the deflector control circuit (not shown) of the inspection SM, and the defect is shifted on the electron beam optical axis O of the inspection SM by moving the electron beam optical axis. You may come. Also, a rough data portion of the position coordinate data is sent to a stage movement driving mechanism (not shown), and a fine data portion is sent to a deflector control circuit (not shown), so that the movement of the stage 3 and the movement of the electron beam optical axis are controlled. The movement may cause the defect to be on the electron beam optical axis O of the inspection SM.
Since the accuracy of the position coordinate data value of the defect detected by the optical defect inspection device has a limit and the stage movement accuracy also has a limit, as shown in FIG.
Is very close to the electron beam optical axis O, but is not always on the electron beam optical axis O.

【0026】この状態において、検査SMの電子光学系
鏡筒4において、電子銃6からの電子ビームを集束レン
ズ(図示せず)により試料2上に集束させ、偏向器(図
示せず)により集束された電子ビームで光軸Oを中心と
した一辺rの所定の周辺範囲(欠陥が含まれると考えら
れる範囲)Rを走査する。この走査により試料2から発
生した二次電子は二次電子検出器23に検出され、アン
プ24を介して制御装置22の内蔵メモリに画像データ
として記憶される。該制御装置は該記憶された二次電子
に基づく画像データから欠陥の位置と光軸Oとの誤差を
算出し、該誤差値に対応した偏向データを、検査SMの
偏向器制御回路(図示せず)に補正値(オフセット値)
として与え、再度、前記所定の周辺範囲Rに対応した大
きさの領域を電子ビームで走査させる。前記制御装置2
2は該走査により検出された二次電子に基づくデータに
基いて表示装置25に欠陥の二次電子像を表示させる。
この二次電子像は欠陥と電子ビーム光軸Oとの誤差に対
応した補正が施されているので、表示装置25の表示画
面の中央に表示されており、オペレーターはこの表示さ
れた欠陥の二次電子像を観察する。尚、万一、前記欠陥
の位置と光軸Oとの誤差が電子ビームの偏向で補正しき
れない大きさの場合には、その誤差値の大雑把な部分値
をステージ移動駆動機構に与え、残りの細かい部分値を
検査SMの偏向器制御回路(図示せず)に補正値(オフ
セット値)として与えることになる。
In this state, in the electron optical system barrel 4 of the inspection SM, the electron beam from the electron gun 6 is focused on the sample 2 by a focusing lens (not shown), and is focused by a deflector (not shown). A predetermined peripheral range (a range in which a defect is considered to be included) R on one side r around the optical axis O is scanned with the electron beam thus obtained. Secondary electrons generated from the sample 2 by this scanning are detected by the secondary electron detector 23 and stored as image data in the built-in memory of the control device 22 via the amplifier 24. The control device calculates an error between the position of the defect and the optical axis O from the stored image data based on the secondary electrons, and supplies deflection data corresponding to the error value to a deflector control circuit (not shown) of the inspection SM. Correction value (offset value)
The area having the size corresponding to the predetermined peripheral range R is again scanned with the electron beam. The control device 2
Reference numeral 2 causes the display device 25 to display a secondary electron image of a defect based on data based on the secondary electrons detected by the scanning.
Since this secondary electron image has been subjected to correction corresponding to the error between the defect and the electron beam optical axis O, it is displayed at the center of the display screen of the display device 25, and the operator can view the secondary image of the displayed defect. Observe the secondary electron image. If the error between the position of the defect and the optical axis O is too large to be corrected by the deflection of the electron beam, a rough partial value of the error value is given to the stage moving drive mechanism. Is given to a deflector control circuit (not shown) of the inspection SM as a correction value (offset value).

【0027】次に、この様に検出・観察された欠陥の成
分分析が次の様に行われる。
Next, the component analysis of the defect thus detected and observed is performed as follows.

【0028】前述した様に、予め、電子ビーム光軸中心
O上における検査用SEMの最終段レンズ(対物レン
ズ)のフォーカス位置Fiに、ラマン分光機構の光学系
鏡筒5の中心軸上、即ち、ラマン励起レーザー軸の中心
Q上におけるラマン分光機構のレーザービーム照射点一
致するように、設計上において成されている。又、同時
に、試料3表面が検査SMの最終段レンズ(対物レン
ズ)の集束点と一致する様に、制御装置22の指令によ
り、Z方向移動駆動機構(図示せず)によりZプレート
が駆動されている。従って、理想的には、電子ビームに
前記補正値が与えられていない状態においては、ラマン
分光機構のレーザービーム照射点は電子ビームのフォー
カス点と試料表面上で一致している状態にある筈であ
る。
As described above, the focus position Fi of the final-stage lens (objective lens) of the inspection SEM on the center O of the electron beam optical axis is previously set on the center axis of the optical system barrel 5 of the Raman spectroscopic mechanism, ie, The laser beam irradiation point of the Raman spectroscopic mechanism on the center Q of the Raman excitation laser axis is designed to be coincident. At the same time, the Z-plate is driven by a Z-direction movement drive mechanism (not shown) according to a command from the control device 22 so that the surface of the sample 3 coincides with the focal point of the final stage lens (objective lens) of the inspection SM. ing. Therefore, ideally, when the correction value is not given to the electron beam, the laser beam irradiation point of the Raman spectroscopy mechanism should be in a state where the focus point of the electron beam coincides with the sample surface. is there.

【0029】この状態において、ラマン励起レーザー光
源7からのレーザービームは集光レンズ8,反射ミラー
9,17、ガルバノメータスキャンミラー19、反射ミ
ラー18,10、ハーフミラー11及び対物レンズ12
を介して試料3上に照射される。
In this state, the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 is condensed by the condenser lens 8, the reflection mirrors 9, 17, the galvanometer scan mirror 19, the reflection mirrors 18, 10, the half mirror 11, and the objective lens 12.
Is irradiated on the sample 3 via the.

【0030】さて、前記した様に、実際には、図3に示
す様に、欠陥Kは補正前の電子ビーム光軸O上にないの
で、レーザー光軸Q上にもなく、その為、ラマン励起レ
ーザー光源7からのレーザービームが欠陥Kに照射され
ない恐れがある。
As described above, actually, as shown in FIG. 3, since the defect K is not on the electron beam optical axis O before the correction, it is not on the laser optical axis Q. The laser beam from the excitation laser light source 7 may not be irradiated on the defect K.

【0031】さて、前記ラマン励起レーザー光源7から
のレーザービームの照射強度分布は図4に示す様に、半
値幅が有限値Dである山形なので、欠陥Kがレーザー光
軸Q上になくても、該光軸から半値幅の1/2、即ちD
/2の範囲(この範囲でラマン励起レーザビームが照射
されるとラマン励起が起こる、いわゆる、ラマン励起許
容範囲)に入っていれば、欠陥Kはラマン励起を起こ
す。しかし、欠陥Kが前記ラマン励起許容範囲内に入っ
ていなければ、欠陥Kはラマン励起を起こさない。 そ
こで、この様な恐れを避けるために、制御装置22はガ
ルバノメータスキャンミラー19の偏向駆動機構(図示
せず)に、欠陥Kがラマン励起を起こす強度のレーザー
ビームが該欠陥に照射されるように、所定の振幅を有す
る走査信号を与える。尚、欠陥Kが前記ラマン励起許容
範囲に入っていない場合、欠陥は該範囲の極く近傍には
確実に存在すると思われるので、小さな振幅の走査信号
でよい。
Since the irradiation intensity distribution of the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 is a mountain shape having a FWHM of a finite value D as shown in FIG. 4, even if the defect K is not on the laser optical axis Q, 1 / of the half width from the optical axis, ie, D
The defect K causes Raman excitation if it falls within a range of / 2 (Raman excitation occurs when a Raman excitation laser beam is irradiated in this range, a so-called Raman excitation allowable range). However, if the defect K does not fall within the Raman excitation allowable range, the defect K does not cause Raman excitation. Therefore, in order to avoid such a fear, the control device 22 controls the deflection driving mechanism (not shown) of the galvanometer scan mirror 19 so that the defect K is irradiated with a laser beam having an intensity that causes Raman excitation. , A scanning signal having a predetermined amplitude. If the defect K does not fall within the Raman excitation allowable range, it is considered that the defect surely exists in the immediate vicinity of the range, and therefore a scan signal with a small amplitude may be used.

【0032】この様な走査信号をガルバノメータスキャ
ンミラー19の偏向駆動機構(図示せず)に与えること
により、ラマン励起レーザー光源7からのレーザービー
ムは欠陥Kを十分含む範囲を高速に走査するので、該走
査に基づくレーザービームの照射により欠陥Kはラマン
励起を起こし、欠陥Kからラマン散乱光が発生する。こ
のラマン散乱光は対物レンズ12を通り、ハーフミラー
11により、例えば、90゜進路を変え、ラマンフィル
ター13に導かれる。該ラマンフィルター13は入って
来たラマン散乱光に混じっているレーリー散乱光等、ラ
マン散乱光以外の散乱光を通過させず、純粋なラマン散
乱光のみ通過させる。
By supplying such a scanning signal to a deflection driving mechanism (not shown) of the galvanometer scan mirror 19, the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 scans a range including the defect K at a high speed. Irradiation of a laser beam based on the scanning causes Raman excitation of the defect K, and Raman scattered light is generated from the defect K. The Raman scattered light passes through the objective lens 12 and is guided by the half mirror 11 to the Raman filter 13 by changing the course, for example, by 90 °. The Raman filter 13 does not allow scattered light other than Raman scattered light, such as Rayleigh scattered light mixed with the incoming Raman scattered light, to pass only pure Raman scattered light.

【0033】この様にしてラマンフィルタを通過した純
粋なラマン散乱光は、集光レンズ14により集光され、
光ファイバー15を経由して、ラマン分光ボックス49
の集光レンズ47に入射し、該集光レンズで集光されて
分光器48に入射する。該分光器は入って来たラマン散
乱光を分光する。該分光されたラマンスペクトルは欠陥
Kの分子構造成分を示すレベルにあり、検出器20で電
気的な信号に変換される。該電気的信号に変換されたラ
マンスペクトルはアンプ21で増幅されて、制御装置2
2に送られ、該制御装置に内蔵されているメモリに欠陥
のラマンスペクトルデータとして一旦記憶される。該制
御装置は、該データに基づいて表示装置25に、欠陥の
二次電子像に代えて、ラマンスペクトル(ラマンスペク
トルの波形,ピーク位置,スペクトル強度及び半値幅等
が判断可能なもの)を表示させる。
The pure Raman scattered light that has passed through the Raman filter in this manner is condensed by the condensing lens 14,
Raman spectroscopy box 49 via optical fiber 15
And the light is condensed by the condenser lens and enters the spectroscope 48. The spectroscope splits the incoming Raman scattered light. The separated Raman spectrum is at a level indicating the molecular structure component of the defect K, and is converted into an electrical signal by the detector 20. The Raman spectrum converted to the electric signal is amplified by the amplifier 21 and
2 and temporarily stored as Raman spectrum data of the defect in a memory built in the control device. The control device displays a Raman spectrum (a Raman spectrum waveform, a peak position, a spectrum intensity, a half width, and the like can be determined) on the display device 25 based on the data instead of the secondary electron image of the defect. Let it.

【0034】以後、他の試料上の欠陥も同様に検出・観
察・分析される。
Thereafter, defects on other samples are similarly detected, observed and analyzed.

【0035】この様に、本例では、同一試料室内に検査
SMの電子光学系鏡筒とラマン分析機構の光学系鏡筒を
取り付け、共通のステージ上に置かれた試料の欠陥の検
出・観察・分析を連続して行えるようにしているので、
この様な一連の欠陥検査工程が著しく能率良く行うこと
が出来、又、独立した欠陥検出・観察用装置と欠陥分析
用装置を用意する場合に比べ、費用が著しく低減され
る。
As described above, in this embodiment, the electron optical system column of the inspection SM and the optical system column of the Raman analysis mechanism are mounted in the same sample chamber, and detection and observation of a defect of the sample placed on a common stage are performed.・ Since analysis can be performed continuously,
Such a series of defect inspection processes can be performed extremely efficiently, and the cost is significantly reduced as compared with a case where an independent defect detection / observation device and a defect analysis device are prepared.

【0036】尚、前記例ではガルバノメータスキャンミ
ラー19によってラマン励起レーザ光源7からのレーザ
ービームを試料上の所定範囲で振ることにより欠陥がラ
マン励起を起こす程度のレーザービームが欠陥に照射さ
れる様にしたが、この様な走査を行わず、次の様にして
も良い。
In the above example, the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 is swung within a predetermined range on the sample by the galvanometer scan mirror 19 so that the defect is irradiated with a laser beam that causes Raman excitation of the defect. However, instead of performing such scanning, the following may be performed.

【0037】図1における鏡筒支部5Cを設けず、又、
鏡筒主部5Aから反射ミラー9,10を取り除き、鏡筒
主部5Aにおけるハーフミラー11と対物レンズ12の
間に、図5に示す如きX方向偏向ミラー30XとY方向
偏向ミラー30Yを配置させ、該鏡筒外に、前記X方向
偏向ミラー30XとY方向偏向ミラー30Yをそれぞれ
駆動するX方向ドライバー31XとY方向ドライバー3
1Yを設ける。そして、これらの各ドライバーは制御装
置22の指令に従って作動するようにしておく。しかし
て、制御装置25は前記補正値に対応したデータ、即
ち、欠陥Kの位置と電子ビーム光軸Oとの誤差値に対応
した補正データ(偏向データ)を前記各X方向ドライバ
ー31X、Y方向ドライバー31Yに与えることによ
り、X方向偏向ミラー30X、Y方向偏向ミラー30Y
はそれぞれ前記補正値のX方向成分値、Y方向成分値に
対応して傾斜する。この結果、ラマン励起レーザー光源
7からのレーザービームは前記欠陥Kを十分な強度で照
射することになる。尚、前記各ドライバーとしてはモー
ターを使用しても良いし、ピエゾ素子等を使用しても良
い。
The lens barrel support 5C shown in FIG. 1 is not provided.
The reflection mirrors 9 and 10 are removed from the lens barrel main part 5A, and the X-direction deflection mirror 30X and the Y-direction deflection mirror 30Y are arranged between the half mirror 11 and the objective lens 12 in the lens barrel main part 5A as shown in FIG. An X-direction driver 31X and a Y-direction driver 3 for driving the X-direction deflection mirror 30X and the Y-direction deflection mirror 30Y, respectively, outside the lens barrel.
1Y is provided. Each of these drivers operates in accordance with a command from the control device 22. Then, the control device 25 sends the data corresponding to the correction value, that is, the correction data (deflection data) corresponding to the error value between the position of the defect K and the electron beam optical axis O in each of the X direction drivers 31X and Y direction. When given to the driver 31Y, the X-direction deflecting mirror 30X and the Y-direction deflecting mirror 30Y
Are inclined corresponding to the X-direction component value and the Y-direction component value of the correction value, respectively. As a result, the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 irradiates the defect K with a sufficient intensity. Note that a motor may be used as each of the drivers, or a piezo element or the like may be used.

【0038】又、図6に示す様に、ラマン分光機構の鏡
筒主部5Aに設けられた対物レンズ12と試料2の間
に、試料2から発生する散乱光を鏡筒5内に十分に取り
入れることが出来るように、集光体50を設けて、試料
2からの散乱光を鏡筒5内に集光させるようにしても良
い。この集光体50は放物面鏡のような凹面鏡から構成
され、その開放端部に対物レンズ12が取り付けられて
いると共に、試料2に対面する先端部と検査SEMの電
子ビーム光軸Oに当たるところにはそれぞれ、孔51,
52が開けられている。従って、電子銃6からの電子ビ
ームを遮断することなく試料2に照射でき、且つ、試料
2からの散乱光を集光体内に十分入れ、対物レンズ12
を介して鏡筒主要部5Aに送り込むことが出来る。尚、
図6の(a)は試料が水平になっている場合を示してお
り、図6の(b)は傾斜プレート(図示せず)を傾斜駆
動機構(図示せず)によって傾斜させ、試料を適宜角度
傾斜させた場合を示しており、この様な傾斜の場合にも
試料2が集光体50に衝突しないように、集光体50の
形状が工夫されている。
As shown in FIG. 6, the scattered light generated from the sample 2 is sufficiently introduced into the lens barrel 5 between the objective lens 12 and the sample 2 provided in the lens barrel main part 5A of the Raman spectroscopic mechanism. A light collector 50 may be provided so that the scattered light from the sample 2 can be collected in the lens barrel 5 so that it can be taken in. The condensing body 50 is formed of a concave mirror such as a parabolic mirror. The objective lens 12 is attached to the open end of the converging mirror 50. The converging body 50 also strikes the tip facing the sample 2 and the electron beam optical axis O of the inspection SEM. There are holes 51,
52 is opened. Therefore, it is possible to irradiate the sample 2 without interrupting the electron beam from the electron gun 6 and sufficiently enter the scattered light from the sample 2 into the light collector, and
Through the lens barrel main part 5A. still,
FIG. 6A shows a case where the sample is horizontal, and FIG. 6B shows a case where the tilt plate (not shown) is tilted by a tilt drive mechanism (not shown), and the sample is appropriately moved. The figure shows a case where the light collector is inclined at an angle, and the shape of the light collector 50 is designed so that the sample 2 does not collide with the light collector 50 even in such a case.

【0039】又、図7に示す様に、分光器48とアンプ
21との間に、蛍光板60、複数のマイクロチャンネル
プレート61A,61B,61C、蛍光板62、リニア
CCDアレイ63をこの順序で配置し、分光器48で分
光されたラマン光を蛍光板60に当てることにより該蛍
光板から電子を発生させ、該電子を複数のマイクロチャ
ンネルプレート61A,61B,61Cで増幅させ、該
増幅した電子を蛍光板62に当てることにより光を発生
させ、該光をリニアCCDアレイ63により電流に変換
する様にしても良い。この様に成すことにより、前記分
光器48で分光された微弱なラマン光の強度を上げるこ
とが出来、それによりラマン分光感度を上げることが出
来る。
As shown in FIG. 7, a fluorescent plate 60, a plurality of microchannel plates 61A, 61B, 61C, a fluorescent plate 62, and a linear CCD array 63 are arranged between the spectroscope 48 and the amplifier 21 in this order. The Raman light split by the spectroscope 48 is applied to the fluorescent plate 60 to generate electrons from the fluorescent plate, the electrons are amplified by the plurality of microchannel plates 61A, 61B, 61C, and the amplified electrons are transferred to the fluorescent plate 62. The light may be applied to generate light, and the light may be converted into a current by the linear CCD array 63. By doing so, the intensity of the weak Raman light split by the spectroscope 48 can be increased, and thereby the Raman spectral sensitivity can be increased.

【0040】又、鏡筒主部5Aにおいて、ハーフミラー
11と試料2の間に、図8に示す様に、中心軸に沿って
光ファイバー70が挿入され、試料2に対向する側の先
端部が極めて尖鋭化され且つ先端に微小開口が開けられ
たニードル状体71を配置し、該ニードル体の先端部
を、試料2からの近接場効果に基づくエバネセント光が
検出出来る程度に該試料に接近させ、該試料からのエバ
ネセント光をニードル状体71の光ファイバー70中に
伝搬させるようにしても良い。この様にして検出した光
を光ファイバー70を介してハーフミラー11方向へ導
く様にすれば、試料2上の欠陥が極めて微細化したもの
でもその成分分析を行うことが可能となる。尚、前記ニ
ードル状体71はレーザー光軸Qに平行方向及びレーザ
ー光軸Qに対して垂直な面上での二次元方向に微動出来
るように、ニードル状体71には三次元方向微動用ピエ
ゾ素子72が取り付けられており、該ピエゾ素子72は
制御装置22からの指令に基づいて作動する鏡筒主部5
A外部に設けられたピエゾ素子駆動回路73から移動駆
動信号により微動する。又、前記ニードル状体71が三
次元方向に微動できるように、該ニードル状体の反試料
側の端部から伸びた光ファイバー70は余裕を持って前
記ハーフミラー11の前方に配置されたコネクタ74に
接続されている。
As shown in FIG. 8, an optical fiber 70 is inserted along the central axis between the half mirror 11 and the sample 2 in the barrel main portion 5A, and the tip of the optical fiber 70 facing the sample 2 has a tip. An extremely sharpened needle-like body 71 having a very small opening at the tip is disposed, and the tip of the needle-like body is brought close to the sample 2 such that evanescent light based on the near-field effect from the sample 2 can be detected. Alternatively, the evanescent light from the sample may be propagated through the optical fiber 70 of the needle 71. By guiding the light detected in this way toward the half mirror 11 via the optical fiber 70, even if the defect on the sample 2 is extremely fine, the component analysis can be performed. The needle 71 has a three-dimensional piezo for fine movement so that the needle 71 can be finely moved in a direction parallel to the laser optical axis Q and in a two-dimensional direction on a plane perpendicular to the laser optical axis Q. A piezo element 72 is mounted on the lens barrel main part 5 which operates based on a command from the control device 22.
A is finely moved by a movement drive signal from a piezo element drive circuit 73 provided outside A. The optical fiber 70 extending from the end of the needle-like body on the side opposite to the sample side has a margin so that the needle-like body 71 can finely move in the three-dimensional direction. It is connected to the.

【0041】又、前記した様に、設計上で、電子ビーム
光軸O上における検査用SEMの最終段レンズ(対物レ
ンズ)のフォーカス位置Fiに、ラマン励起レーザー軸
Q上におけるラマン分光機構のレーザービームの照射点
が一致するように、電子ビーム電子光学系鏡筒4とラマ
ン分光機構の光学系鏡筒5が試料室の上壁1Uに取り付
けられている。しかし、経時変化等により前記一致が狂
った場合に備えて、ラマン分析機構の光学系鏡筒5の中
心軸Qに垂直な平面上で該光学系鏡筒5が二次元方向に
任意に微動出来るように、例えば、該光学系鏡筒の周囲
に該光学系鏡筒全体を、前記平面上で縦方向に移動させ
ることが出来る押圧機構、及び横方向に移動させること
が出来る押圧機構をそれぞれ設けるようにしても良い。
尚、この時、試料上にラマン励起レーザー光源7からの
レーザービームを照射した時に該試料から発生する反射
光を検出し、該検出した反射光に基づいて試料2の反射
像を表示できる機構を設けておき、最初に検査SMの電
子ビームを光軸O中心に一定幅で試料上で二次元的に振
って試料2の二次電子像を得、次に、ラマン分光機構の
レーザービームを光軸Q中心に一定幅で試料上で二次元
的に振って試料2の反射像を得、前記二次電子像の中で
電子ビーム光軸O上に来ているものを目印とし、該反射
像中で該目印に対応するものがレーザー光軸Q上に来る
ように、前記押圧機構を駆動する。
Also, as described above, the design is such that the laser position of the Raman spectroscopy mechanism on the Raman excitation laser axis Q is set at the focus position Fi of the final stage lens (objective lens) of the inspection SEM on the electron beam optical axis O. The electron beam electron optical system lens barrel 4 and the optical system lens barrel 5 of the Raman spectroscopic mechanism are attached to the upper wall 1U of the sample chamber so that the irradiation points of the beams coincide. However, the optical system barrel 5 can be arbitrarily finely moved in a two-dimensional direction on a plane perpendicular to the central axis Q of the optical system barrel 5 of the Raman analysis mechanism in case the coincidence is out of order due to a temporal change or the like. Thus, for example, a pressing mechanism that can move the entire optical system barrel in the vertical direction on the plane and a pressing mechanism that can move the entire optical system barrel in the horizontal direction are provided around the optical system barrel. You may do it.
At this time, a mechanism capable of detecting reflected light generated from the sample when the sample is irradiated with the laser beam from the Raman excitation laser light source 7 and displaying a reflection image of the sample 2 based on the detected reflected light is provided. First, the electron beam of the inspection SM is two-dimensionally swung over the sample at a constant width around the optical axis O to obtain a secondary electron image of the sample 2, and then the laser beam of the Raman spectroscopy A reflected image of the sample 2 is obtained by two-dimensionally shaking the sample with a constant width around the center of the axis Q to obtain a reflected image of the secondary electron image which is located on the electron beam optical axis O. The pressing mechanism is driven so that the mark corresponding to the mark comes on the laser optical axis Q.

【0042】又、前記図1に示す例ではラマン励起レー
ザー光源7からのレーザービームで試料2上を走査する
場合、ガルバノメータスキャンミラー19を使用するよ
うにしたが、音響光学光偏向素子を使用しても良い。
In the example shown in FIG. 1, when scanning the sample 2 with the laser beam from the Raman excitation laser light source 7, the galvanometer scan mirror 19 is used, but an acousto-optic light deflection element is used. May be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の検査装置の1概略例を示している。FIG. 1 shows a schematic example of an inspection apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の装置の動作の説明に使用した図であ
る。
FIG. 2 is a diagram used to explain the operation of the device of the present invention.

【図3】本発明の装置の動作の説明に使用した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram used to explain the operation of the device of the present invention.

【図4】本発明の装置の動作の説明に使用した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram used to explain the operation of the device of the present invention.

【図5】本発明の変形例の主要部を示している。FIG. 5 shows a main part of a modified example of the present invention.

【図6】本発明の変形例の主要部を示している。FIG. 6 shows a main part of a modification of the present invention.

【図7】本発明の変形例の主要部を示している。FIG. 7 shows a main part of a modified example of the present invention.

【図8】本発明の変形例の主要部を示している。FIG. 8 shows a main part of a modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料室 1U…試料室上壁 1Sa,1Sb…試料室側壁 2…試料 3…ステージ 4…電子光学系鏡筒 5…光学系鏡筒 5A…光学系鏡筒主部 5B,5C…光学系鏡筒支部 6…電子銃 7…ラマン励起レーザー光源 8…集光レンズ 9,10,17,18…反射ミラー 11…ハーフミラー 12…対物レンズ 13…ラマンフィルタ 14,47…集光レンズ 15…光ファイバ 16A,16B…コネクタ 48…分光器 49…ラマン分光ボックス 20…検出器 21…アンプ 22…制御装置 23…二次電子検出器 24…アンプ 25…表示装置 30X…X方向偏向ミラー 30Y…Y方向偏向ミラー 31X…X方向ドライバー 31Y…Y方向ドライバー 50…集光体 51,52…孔 60,62…蛍光板 61A,61B,61C…マイクロチャンネルプレート 70…光ファイバー 71…ニードル状体 72…三次元方向微動用ピエゾ素子 73…ピエゾ素子駆動回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample chamber 1U ... Sample chamber upper wall 1Sa, 1Sb ... Sample chamber side wall 2 ... Sample 3 ... Stage 4 ... Electronic optical system column 5 ... Optical system column 5A ... Optical system column main part 5B, 5C ... Optical system Lens tube support 6 ... Electron gun 7 ... Raman excitation laser light source 8 ... Condensing lens 9,10,17,18 ... Reflection mirror 11 ... Half mirror 12 ... Objective lens 13 ... Raman filter 14,47 ... Condensing lens 15 ... Light Fibers 16A, 16B Connector 48 Spectroscope 49 Raman spectrometer box 20 Detector 21 Amplifier 22 Controller 23 Secondary electron detector 24 Amplifier 25 Display 30X X-direction deflecting mirror 30Y Y-direction Deflection mirror 31X X direction driver 31Y Y direction driver 50 Light collector 51, 52 Hole 60, 62 Fluorescent plate 61A, 61B, 61C Microcha Channel plate 70: Optical fiber 71: Needle-like body 72: Piezo element for three-dimensional fine movement 73: Piezo element drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/66 H01L 21/66 N 5C033 // G01N 21/956 G01N 21/956 A H01J 37/28 H01J 37/28 B (72)発明者 猪口 正幸 東京都立川市曙町二丁目34番7号 日本電 子システムテクノロジー株式会社内 (72)発明者 無漏田 正雄 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 大木 貞嗣 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 村石 修一 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子ライオソニック株式会社内 Fターム(参考) 2F067 AA45 AA54 BB01 BB04 CC17 EE10 FF11 HH06 JJ05 KK04 PP12 RR30 SS02 TT01 UU32 2G001 AA03 AA07 AA10 BA07 BA14 CA03 CA07 DA01 DA02 DA09 EA06 FA06 FA09 GA04 GA06 HA12 HA13 JA03 JA07 JA11 JA20 KA01 KA03 KA13 LA11 MA05 PA11 2G043 AA01 BA14 CA07 DA06 EA03 FA01 GA02 GB03 HA02 HA05 HA15 JA01 KA09 LA02 LA03 LA07 MA12 MA13 2G051 AA51 AB07 FA03 FA10 4M106 AA01 BA02 BA05 CA41 CB19 CB21 DH12 DH24 DH32 DH39 DH50 DJ04 DJ05 5C033 UU03 UU06 UU10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/66 H01L 21/66 N 5C033 // G01N 21/956 G01N 21/956 A H01J 37/28 H01J 37 / 28 B (72) Inventor Masayuki Inoguchi 2-34-7 Akebonocho, Tachikawa-shi, Tokyo Nippon Electronic System Technology Co., Ltd. (72) Inventor Masao No-Leaker 3-1-2 Musashino, Akishima-shi, Tokyo Japan Inside Electronic Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Oki 3-1-2 Musashino, Akishima-shi, Tokyo Japan Inside Electronic Co., Ltd. (72) Inventor Shuichi Muraishi 3-1-2 Musashino, Akishima-shi, Tokyo Japan Electronic Riosonic Co., Ltd. In-house F term (reference) 2F067 AA45 AA54 BB01 BB04 CC17 EE10 FF11 HH06 JJ05 KK04 PP12 RR30 SS02 TT01 UU32 2G001 AA03 AA07 AA1 0 BA07 BA14 CA03 CA07 DA01 DA02 DA09 EA06 FA06 FA09 GA04 GA06 HA12 HA13 JA03 JA07 JA11 JA20 KA01 KA03 KA13 LA11 MA05 PA11 2G043 AA01 BA14 CA07 DA06 EA03 FA01 GA02 GB03 HA02 HA05 HA15 JA01 KA09 LA02 LA03 LA07 MA10 A13 2 AA01 BA02 BA05 CA41 CB19 CB21 DH12 DH24 DH32 DH39 DH50 DJ04 DJ05 5C033 UU03 UU06 UU10

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査試料が載置されたステージが設け
られた試料室に、該被検査試料を集束された電子ビーム
で走査するための電子光学的手段を備えた電子光学系鏡
筒と、該被検査試料に集光したレーザービームを照射す
るための光学的手段を備えた光学系鏡筒とが取り付けら
れており、前者の電子ビーム走査により被検査試料から
検出された電子に基づいて被検査試料の走査像が観察さ
れる様に成されており、後者のレーザービーム照射によ
り被検査試料から得られたラマン散乱光をラマン分光器
により分光することにより被検査試料成分が分析される
ように成されている検査装置。
1. An electron optical system barrel having an electron optical means for scanning a sample to be inspected with a focused electron beam in a sample chamber provided with a stage on which the sample to be inspected is mounted. An optical system barrel provided with an optical unit for irradiating the test sample with a focused laser beam, based on electrons detected from the test sample by the former electron beam scanning. The scanning image of the sample to be inspected is observed, and the components of the sample to be inspected are analyzed by splitting the Raman scattered light obtained from the sample by the latter laser beam irradiation with a Raman spectroscope. Inspection equipment that is made as.
【請求項2】 前記電子光学的手段による試料上の電子
ビーム照射領域と前記レーザービームの照射領域とが一
致する様に、前記電子光学系鏡筒と前記光学系鏡筒が試
料室に取り付けられている請求項1記載の検査装置。
2. The electron optical system column and the optical system column are attached to a sample chamber such that an electron beam irradiation region on the sample by the electron optical means coincides with an irradiation region of the laser beam. The inspection device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記レーザービームが被検査試料上を
走査出来るように成した請求項1記載の検査装置。
3. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is capable of scanning on a sample to be inspected.
【請求項4】 前記被検査試料と前記分光器の間のラマ
ン散乱光を導く光路の少なくとも一部がフレキシブルな
光ファイバーによって構成されている請求項1記載の検
査装置。
4. The inspection apparatus according to claim 1, wherein at least a part of an optical path for guiding Raman scattered light between the sample to be inspected and the spectroscope is constituted by a flexible optical fiber.
【請求項5】 前記光学系鏡筒はレーザービーム光軸に
交差する方向に二次元的に微動出来るように成した請求
項1記載の検査装置。
5. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical system barrel is capable of two-dimensionally finely moving in a direction intersecting a laser beam optical axis.
【請求項6】 前記被検査試料からの散乱光を取り出す
光路上にラマン散乱光のみ通過させるフィルタを配置し
た請求項1記載の検査装置。
6. The inspection apparatus according to claim 1, wherein a filter for passing only Raman scattered light is disposed on an optical path for extracting scattered light from the sample to be inspected.
【請求項7】 前記光学系鏡筒内のレーザービーム光路
上に、レーザービームの被検査試料上の照射位置を偏向
するための偏向手段を設けた請求項1記載の検査装置。
7. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a deflecting unit for deflecting an irradiation position of the laser beam on the sample to be inspected on a laser beam optical path in the optical system barrel.
【請求項8】 前記被検査試料の直上に前記レーザービ
ーム光軸に沿って、被検査試料からの散乱光を前記光学
系鏡筒内に集光するための集光体を設けた請求項1記載
の検査装置。
8. A light collector for condensing scattered light from the test sample into the optical system barrel directly above the test sample along the optical axis of the laser beam. Inspection device as described.
【請求項9】 前記集光体は凹面鏡であり、先端部の被
検査試料対向部分と電子ビーム光軸と交わる部分にはそ
れぞれ孔が開けられており、開放端部には前記光学的手
段の対物レンズが配置されている請求項8記載の検査装
置。
9. The condensing body is a concave mirror, and a hole is formed in a portion of the tip portion facing the sample to be inspected and a portion intersecting with the optical axis of the electron beam. 9. The inspection device according to claim 8, wherein an objective lens is provided.
【請求項10】 前記凹面鏡は放物面鏡である請求項9
記載の検査装置。
10. The mirror of claim 9, wherein said concave mirror is a parabolic mirror.
Inspection device as described.
【請求項11】 前記分光器で分光されたラマン光を、
蛍光板に当て、該蛍光板から発生した電子を少なくとも
1枚のマイクロチャンネルプレートにより増幅し、該増
幅した電子を別の蛍光板に当てて光を発生させ、該発生
した光をリニアCCDアレイにより電流に変換する様に
成した請求項1記載の検査装置。
11. The Raman light split by the spectroscope,
The fluorescent light is applied to the fluorescent screen, electrons generated from the fluorescent light are amplified by at least one microchannel plate, the amplified electrons are applied to another fluorescent screen to generate light, and the generated light is converted into a current by a linear CCD array. 2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection is performed.
【請求項12】 前記光学系鏡筒内の中間部には被検査
試料に照射するためのレーザービームを通し且つ被検査
試料からの散乱光を分光器方向に導くためのミラーが設
けられており、このミラーと被検査試料間のレーザービ
ーム光軸上に、光ファイバーをその中心軸上に挿入した
ニードル状体を配置した請求項1記載の検査装置。
12. A mirror for passing a laser beam for irradiating a sample to be inspected and guiding scattered light from the sample to be inspected toward a spectroscope is provided at an intermediate portion in the optical system barrel. 2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein a needle-like body having an optical fiber inserted on its central axis is arranged on the optical axis of the laser beam between the mirror and the sample to be inspected.
【請求項13】 前記ニードル状体はレーザービーム
光軸方向及び該光軸に垂直な面上で移動可能に成ってい
る請求項12に記載の検査装置。
13. The inspection apparatus according to claim 12, wherein the needle-like body is movable in a direction of an optical axis of the laser beam and on a plane perpendicular to the optical axis.
【請求項14】 前記ニードル状体をピエゾ素子を備
えた移動機構により移動させるようにした請求項13に
記載の検査装置。
14. The inspection apparatus according to claim 13, wherein the needle-shaped body is moved by a moving mechanism having a piezo element.
【請求項15】 前記ニードル状体の先端は、被検査
試料に対し、該被検査試料からのエバネセント光が検出
可能な距離にある請求項12に記載の検査装置。
15. The inspection apparatus according to claim 12, wherein the tip of the needle-shaped body is located at a distance from the sample to be inspected in which evanescent light from the sample to be inspected can be detected.
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