JP3153338B2 - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents

走査形電子顕微鏡

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隆雄 熊田
大塚  博
輝昭 大野
寿宏 古屋
泰 中泉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走査形電子顕微鏡(以
下SEMと称する場合もある)に係り、特に異物を検索
するのに好適な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のSEMにおいて、ウェハ異物検査
装置の異物座標をSEMのステージ座標に変換再現し
て、ウェハ異物検査装置からのある異物の位置データを
元に、SEMのステージを駆動し、ある異物を適当な倍
率で像観察する。
【0003】異物の形状が大きい場合には、SEMのス
テージ位置精度及びウェハ異物検査装置の異物座標精度
が多少悪くても、観察倍率を小さくすることで観察視野
を大きくすることにより、SEMのCRT上に異物観察
像を比較的容易に再現することができた。しかしながら
異物の形状が小さくなると(例えば0.2μm)異物の大
きさに適正な観察倍率に設定する必要が生じる。そうす
ると、ステージ位置精度及びウェハ異物検査装置の座標
精度のずれ量が観察視野面積より大きくなり、CRT上
に異物像を再現する有効な手段がなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、高倍
率での微小異物形状再現観察において配慮がされておら
ず、作業効率の点で問題があった。
【0005】本発明の目的は、ウェハ等の試料上に存在
する異物等を検索するのに好適な走査電子顕微鏡の提供
にあり、具体的には試料の位置指定に基づいて、観察視
野を移動した際、その観察視野の中に所望の観察対象を
認められなかったときの、観察対象の検索を容易に可能
ならしめることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では電子線を試料上で走査し、当該走査領域
を観察視野として表示する走査形電子顕微鏡において、
前記試料上の観察視野を移動するための試料ステージ
と、前記試料の任意の位置を指定する指定手段と、当該
指定手段によって指定された個所に前記観察視野を設定
する設定手段とを備え、当該設定手段によって設定され
た観察視野を中心として渦巻き状に観察視野を移動させ
ると共に、当該移動軌道の内周と外周に位置付けられる
観察視野が接するように前記試料ステージを移動するこ
とを特徴とする走査形電子顕微鏡を提供する。
【0007】
【作用】例えばウェハ異物検査装置からの異物データ等
には、異物位置座標の他に異物の大きさがある。そこで
ウェハ上の異物位置をSEMのステージにて実行再現さ
せる前に異物データからの異物の大きさに合った適性倍
率に設定する。ところでこの異物形状が非常に小さくな
ると、倍率を大きくする必要があるが倍率を大きくする
と観察視野面積が小さくなるため、異物検査装置やSE
Mステージの位置精度の関係から、SEMのCRT上に
異物が現れない場合がある。本発明では上記構成によ
り、漏れなく視野面積を広げることができ、非常に小さ
い観察対象でも適正倍率で迅速に観察ができるようにな
る。
【0008】
【実施例】以下図面を参照し、本発明の一実施例につい
て詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明の装置構成を示す概念図で
ある。最初に測定したウェハ1をウェハ異物検査装置2
に搬送する。ウェハ異物検査装置2では、被測定ウェハ
1上のどの点に異物が存在するかを特定するために、ウ
ェハ上の任意の点を基準にしたウェハ座標を決定する。
ウェハ異物検査装置2内部での異物の検査方法は、ウェ
ハ座標を用いて光をウェハ上全面に照射することによ
り、異物からの錯乱光を捕らえ、ウェハ上のどの位置に
どのくらいの大きさの異物が存在するのかを容易に知る
ことができる。これらの異物情報(異物の存在位置,大
きさの情報等)は、ウェハ異物検査装置2内部のコンピ
ュータ3で管理されている。ウェハ異物検査装置1に光
学顕微鏡が装備している場合には、コンピュータ3から
の制御により、測定異物の形状観察することは容易であ
る。しかしながら光学顕微鏡では、光の波長の限界から
約×1000倍程度までしか拡大できず、異物の大きさ
としては1μm程度までしか形状観察できない。そこで
1μm以下の微小異物の大きさの形状観察をするために
は、被測定ウェハ1をSEM4のステージ5に搬送して
観察する。ところが、SEM4側ではウェハ1上の異物
の存在を探すことは困難なため、同時にウェハ異物検査
装置1から異物情報媒体6(通信又はF・Dを通す)を
通じ、コンピュータ7を介して、異物情報の提供を受け
る。この異物情報を利用することにより、微小異物の存
在位置や大きさ等が判り、SEM側での異物位置を指定
でき、その指定位置における微小異物の形状観察が容易
となる。
【0010】図2では、本発明の実施例を示す座標概念
図である。被測定ウェハ上の異物P8をSEM側で再現
観察する場合を考える。ステージ5に搬送された被測定
ウェハはステージ座標9上のX軸方向とウェハオリフラ
直線部を正確に平行に合わせることは不可能である。し
かしながらウェハ外周の離れた円弧部3点及びウェハオ
リフラ直線部の離れた2点のウェハ形状を観察CRTの
中央で像観察できるよう、ステージ5を移動し、各点
(ウェハ外周5点)のステージ座標9上での位置を記憶
計算処理(コンピュータは記入していない)することに
より、ウェハ座標10とステージ座標9上の位置関係が
容易に分かり、異物P8のウェハ座標Pw(Xw,Yw)
はステージ座標Ps(Xs,Ys)に容易に変換でき、ス
テージ5をPs位置に移動することにより、微小異物P
8を含む領域に観察視野を設定でき、微小異物P8の形
状観察を行うことができる。しかし、走査形電子顕微鏡
のステージ位置精度には精度誤差を有する。また、アラ
イメント(ウェハ座標をステージ座標に変換設定)精
度,異物の検出精度などにより、異物P8の再現精度に
は誤差を有する。この誤差は微小異物観察には無視する
ことは出来ない。ここで仮に再現精度誤差を25μmと
し、微小異物の大きさが0.1μmの場合、倍率×10,00
0倍(CRTの大きさ100mm×100mm)の視野面積
は10×10μmでCRTの中に再現されない。ここで
観察倍率を×2,000 倍に下げれば、視野面積が50×5
0μmに広がり、異物Pの存在は、この視野面積内に入
っているが、観察倍率からCRT上の拡大像は0.2mm
と小さく、CRT上に存在していることが認められな
い。また観察倍率を上げれば視野面積が小さくなり、異
物P8の存在を認められない。ところで異物情報には異
物の大きさが入っているため、CRT上に現われたと
き、確認できる倍率に設定しておくことができる。そこ
で観察視野面積に再現されない異物に対しては図3に示
すようなステージを順次移動させる。適正倍率に設定さ
れた異物がCRT上に現われない場合でも、観察視野1
1の近傍に存在していると考えられる。そこで観察視野
面積11の一部(例えば10%)をオーバーラップしな
がら、うず巻きにステージを移動させる。このように観
察視野同士が接するようにステージを移動させること
で、適正倍率で観察視野面積を大きくしたのと等価にな
り、微小異物の形状観察が確実に実施され、検索もれを
なくす効果がある。これによって容易かつ短時間で、異
物の検索及び当該異物の適正倍率による観察やX線分析
を行うことができる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、ウェハ異物検査装置等
で測定した微小異物のような観察対象を、走査形電子顕
微鏡の適正倍率において、容易に検索することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置構成を示す概略図。
【図2】本発明の一実施例を示す座標概略図。
【図3】本発明の一実施例を示すステージ移動の概略
図。
【符号の説明】
1…被測定ウェハ、2…ウェハ異物検査装置、3…コン
ピュータ、4…走査形電子顕微鏡(SEM)、5…ステー
ジ、6…異物情報媒体、7…コンピュータ、8…異物
P、9…ステージ座標、10…ウェハ座標、11…観察
視野。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 輝昭 東京都町田市原町田二丁目3番地1号 有限会社 電子光学研究所内 (72)発明者 古屋 寿宏 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 中泉 泰 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 昭63−248045(JP,A) 特開 平1−211844(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/22 H01J 37/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子線を試料上で走査し、当該走査領域を
    観察視野として表示する走査形電子顕微鏡において、 前記試料上の観察視野を移動するための試料ステージ
    と、前記試料の任意の位置を指定する指定手段と、 当該指定手段によって指定された個所に前記観察視野を
    設定する設定手段とを備え、 当該設定手段によって設定された観察視野を中心として
    渦巻き状に観察視野を移動させると共に、当該移動軌道
    の内周と外周に位置付けられる観察視野が接するように
    前記試料ステージを移動することを特徴とする走査形電
    子顕微鏡。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記指定手段は、異物検査装置から出力された異物位置
    座標に基づいて、前記試料上の位置を指定することを特
    徴とする走査形電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、 前記試料ステージの移動は、ステップ状に行われること
    を特徴とする走査形電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】請求項3において、 前記試料ステージの一回当りの移動量は観察倍率に関連
    すると共に、前記試料ステージは、前記観察視野の一部
    をオーバーラップさせながら移動することを特徴とする
    走査形電子顕微鏡。
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