JPH0458622B2 - - Google Patents

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JPH0458622B2
JPH0458622B2 JP7495184A JP7495184A JPH0458622B2 JP H0458622 B2 JPH0458622 B2 JP H0458622B2 JP 7495184 A JP7495184 A JP 7495184A JP 7495184 A JP7495184 A JP 7495184A JP H0458622 B2 JPH0458622 B2 JP H0458622B2
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JP
Japan
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foreign
foreign matter
foreign object
inspected
sample stage
Prior art date
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JP7495184A
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Japanese (ja)
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JPS60218845A (en
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Shunji Maeda
Mitsuyoshi Koizumi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0458622B2 publication Critical patent/JPH0458622B2/ja
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、微細異物検査装置に関し、特にLSI
用フオトマスク、レテイクル又はウエア等の表面
に付着した微細異物の自動検査装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a fine foreign matter inspection device, and particularly to an LSI inspection device.
This invention relates to an automatic inspection device for fine foreign matter adhering to the surface of photomasks, reticle, clothing, etc.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般に、例えばLSI、磁気バブルメモリなどは
μm程度の微細な回路パターンで構成されている
が、マスクやウエハを製造する過程において、微
細な異物が付着することがあり、これらの異物は
製造されたマスク、ウエハの回路パターン等の欠
陥原因となる。異物の付着は、半導体製造のプロ
セスの多くの工程で生ずるため、異物検査はその
数量だけでなく、大きさの検出、物質の同定も重
要である。
Generally, LSIs, magnetic bubble memories, etc. are made up of micrometer-sized circuit patterns, but in the process of manufacturing masks and wafers, minute foreign matter may adhere to them, and these foreign matter may This can cause defects in masks, wafer circuit patterns, etc. Since adhesion of foreign matter occurs in many steps of the semiconductor manufacturing process, it is important to detect not only the quantity of foreign matter but also the size and identification of the substance.

このような、LSIウエハ上の異物検査には当初
数百倍の顕微鏡を使つて目視検査が行なわれてき
たが、作業の疲労をさそい、検査能率の低下をき
たすだけでなく、回路パターンがより微細化する
に伴いミクロン単位の異物検査は極めて困難であ
つた。
Visual inspection was initially performed using a microscope with a magnification of several hundred times to inspect foreign particles on LSI wafers, but this not only caused work fatigue and reduced inspection efficiency, but also caused circuit patterns to become more difficult to inspect. With the miniaturization, it has become extremely difficult to inspect foreign substances in micron units.

そこで、例えば回路パターンを有する被検査物
の場合、比較的上方よりレーザ光を被検査物に照
射して乱反射光を様々な方向から集光し、異物検
査を行なうことも提案されている(例えば、特開
昭54−128682、日立評論Vol.62.No.11第15頁以下
など)。
Therefore, for example, in the case of an object to be inspected that has a circuit pattern, it has been proposed to irradiate the object with laser light from relatively above and collect the diffusely reflected light from various directions to perform foreign object inspection (for example, , Japanese Patent Publication No. 54-128682, Hitachi Review Vol. 62. No. 11, pp. 15 et seq.).

しかし、これらの異物検査方法では、異物の存
在位置は検出できるが、異物の分析や、光の波長
と同程度あるいはそれより小さい異物の大きさの
検出あるいは組成の分析はできなかつた。このた
め、最近では走査電子顕微鏡(以下「SEM」と
略す)を用いた異物検査装置が使用されている。
However, although these foreign object inspection methods can detect the location of the foreign object, they cannot analyze the foreign object, detect the size of the foreign object that is equal to or smaller than the wavelength of light, or analyze the composition of the foreign object. For this reason, recently, a foreign matter inspection device using a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as "SEM") has been used.

従来、このようなSEMを用いた異物検査装置
としては、第1図に示すような構成のものが知ら
れている。
Conventionally, as a foreign matter inspection apparatus using such an SEM, one having a configuration as shown in FIG. 1 is known.

ここで、31は陰極、32は陽極である。3
3,34はいずれも電子レンズであるが、33は
コンデンサレンズとして機能させ、34は対物レ
ンズとして機能させている。1はLSIウエハであ
り、35は電子ビームをLSIウエハ1の表面上で
走査させるための偏向コイルである。電子ビーム
をLSIウエハ1に照射すると、LSIウエハ1の表
面からは、その形状、組成等に依存して2次電
子、反射電子、X線等を発生させるが、それらは
検出器36で検出する。次に、37は、検出器3
6からの出力を増幅するための増幅器であり、増
幅された出力は、CRT38の輝度変調電極へ供
給される。40はCRT38の偏向コイルである。
電子ビーム用偏向コイル35並びにCRT用偏向
コイル40には、走査制御回路39の出力が供給
される。SEMの電子ビームの走査とCRT38の
走査は同期し、検出器36で得られる検出信号が
CRT38に表示される。
Here, 31 is a cathode and 32 is an anode. 3
Although 3 and 34 are both electronic lenses, 33 functions as a condenser lens, and 34 functions as an objective lens. 1 is an LSI wafer, and 35 is a deflection coil for scanning the surface of the LSI wafer 1 with an electron beam. When the LSI wafer 1 is irradiated with an electron beam, secondary electrons, reflected electrons, X-rays, etc. are generated from the surface of the LSI wafer 1 depending on its shape, composition, etc., but these are detected by the detector 36. . Next, 37 is the detector 3
This is an amplifier for amplifying the output from CRT 6, and the amplified output is supplied to the brightness modulation electrode of CRT 38. 40 is a deflection coil of the CRT38.
The output of the scan control circuit 39 is supplied to the electron beam deflection coil 35 and the CRT deflection coil 40. The scanning of the electron beam of the SEM and the scanning of the CRT 38 are synchronized, and the detection signal obtained by the detector 36 is
Displayed on CRT38.

このような異物検査装置を使用すると、異物の
解析、分析が比較的自由に行うことができるが、
例えば回路パターンが形成されていない鏡面ウエ
ハに対して異物検査を行つた場合には、SEM信
号にノイズ成分が非常に多く含まれることからフ
イルタリング処理に時間が掛かり、全面自動検査
には長時間を要することとなる。また、半導体素
子等は、Si、SiO2などの絶縁物上に形成するの
で、電子ビームをLSIウエハ上に長時間照射する
と、LSIウエハ表面に電子が帯電する、いわゆる
チヤージアツプ現象が発生するため、画質が劣化
しS/Nが不足する。Al薄膜をLSIウエハ表面に
蒸着することにより、チヤージアツプ現象を防止
できるが、工程途中のLSIウエハには適用できな
い。さらに、電子ビームはコンタミネーシヨン
(試料表面へのカーボンの付着)等のダメージを
LSIウエハに与えるおそれがある。
Using such a foreign matter inspection device allows relatively free analysis of foreign matter; however,
For example, when inspecting a mirrored wafer with no circuit patterns for foreign matter, the SEM signal contains a large number of noise components, so the filtering process takes time, and automatic inspection of the entire surface takes a long time. This will require the following. In addition, since semiconductor devices are formed on insulators such as Si and SiO 2 , if an electron beam is irradiated onto an LSI wafer for a long period of time, a so-called charge-up phenomenon occurs in which electrons become charged on the surface of the LSI wafer. Image quality deteriorates and S/N becomes insufficient. The charge-up phenomenon can be prevented by depositing an Al thin film on the surface of an LSI wafer, but this cannot be applied to LSI wafers that are still in the process. Furthermore, electron beams can cause damage such as contamination (carbon adhesion to the sample surface).
There is a risk of damaging the LSI wafer.

そこで、低加速SEMを使用すれば、これらチ
ヤージアツプ現象やコンタミネーシヨン等を防止
できるが、ノイズ成分が増々多くなつてしまい、
全面自動検査には更に長時間を要する。さらに、
回路パターンの形成されたウエハに対しては、パ
ターンと異物の自動分類ができず、自動検査が行
い得ないという欠点があつた。
Therefore, using a low-acceleration SEM can prevent these charge-up phenomena and contamination, but it also increases the number of noise components.
Fully automatic inspection requires even more time. moreover,
Wafers on which circuit patterns are formed have the drawback that automatic classification of patterns and foreign objects cannot be performed, and automatic inspection cannot be performed.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決す
べく、鏡面ウエハやLSIウエハの何方の被検査物
に対しても、走査電子顕微鏡によりダメージを与
えることなく、被検査物上に任意の位置に存在す
る微小異物について高感度で、しかも高速度で分
析・解析できるようにした異物検査装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by using a scanning electron microscope to detect any position on the object to be inspected, whether it is a mirror wafer or an LSI wafer, without causing damage. It is an object of the present invention to provide a foreign matter inspection device capable of highly sensitive and high speed analysis of minute foreign matter present in the human body.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記目的を達成するために、鏡面ウ
エハやLSIウエハ等の被検査物を載置する試料ス
テージと、該試料ステージを少なくとも2次元的
に移動させる移動手段と、該移動手段を移動させ
て鏡面ウエハやLSIウエハ等の被検査物の座標情
報を検出する座標検出手段と、試料ステージ上に
載置された前記被検査物の表面に光ビームを照射
し、該表面に存在する異物からの散乱光を検出す
る異物検出手段と、該異物検出手段からの異物の
存在を検出した際、前記座標検出手段から検出さ
れる少なくとも座標情報を記録する記録手段と、
該記録手段に記録された異物の位置座標を読出
し、この読出された異物の位置座標に基づいて前
記移動手段を作動させて前記試料ステージを移動
させて前記被検査物上の異物を電子ビームによる
分析・解析可能な視野内に位置付ける制御手段
と、該制御手段により視野内に位置付けされた被
検査物上の異物に電子ビームを照射走査して異物
から発生する荷電粒子を荷電粒子検出器により検
出し、該荷電粒子検出器から検出される荷電粒子
信号に基づいて前記異物について分析・解析を行
なう走査電子顕微鏡とを備えたことを特徴とする
異物検査装置である。また、本発明は、前記異物
検査装置において、前記記憶手段には、記録され
た座標情報に基づいて被検査物上の複数の異物の
存在を示す異物マツプを作成する異物マツプ作成
手段を有することを特徴とする。また、本発明
は、前記異物検査装置において、前記異物検出手
段と走査電子顕微鏡とを水平方向に所望の間隔を
設けて並設し、前記移動手段は前記試料ステージ
を前記異物検出手段の視野から走査電子顕微鏡の
視野へと移動可能に構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記異物検査装置において、前
記試料ステージを真空試料室内に設置したことを
特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sample stage on which an object to be inspected such as a mirror wafer or an LSI wafer is placed, a moving means for moving the sample stage at least two-dimensionally, and a moving means for moving the moving means. coordinate detection means for detecting coordinate information of an object to be inspected, such as a mirror wafer or an LSI wafer; a foreign object detecting means for detecting scattered light from the foreign object detecting means; and a recording means for recording at least coordinate information detected by the coordinate detecting means when the presence of the foreign object from the foreign object detecting means is detected;
The position coordinates of the foreign object recorded in the recording means are read out, and the moving means is operated based on the read position coordinates of the foreign object to move the sample stage to remove the foreign object on the object to be inspected using an electron beam. A control means that is positioned within a field of view that can be analyzed, and a charged particle detector that scans and irradiates an electron beam onto a foreign object on an object to be inspected that is positioned within the field of view by the control means, and detects charged particles generated from the foreign object with a charged particle detector. and a scanning electron microscope that analyzes the foreign matter based on the charged particle signal detected by the charged particle detector. Further, in the foreign object inspection apparatus of the present invention, the storage means includes a foreign object map creation means for creating a foreign object map indicating the presence of a plurality of foreign objects on the object to be inspected based on the recorded coordinate information. It is characterized by Further, in the foreign object inspection apparatus of the present invention, the foreign object detection means and the scanning electron microscope are arranged side by side with a desired interval in the horizontal direction, and the moving means moves the sample stage from the field of view of the foreign object detection means. It is characterized by being configured so that it can be moved into the field of view of a scanning electron microscope.
Moreover, the present invention is characterized in that the sample stage is installed in a vacuum sample chamber in the foreign substance inspection apparatus.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、図面中同一箇所には同一符号を付してあ
る。第2図は本発明に係る異物検査装置の一例を
示す構成図である。10は真空試料室で、11は
LSIウエハなどの被検査物を載置する試料ステー
ジである。14は試料ステージ11を回転させる
ためのモータであり、15はエンコーダである。
16は移動ステージであつて、レーザ等の光学的
手段を用いた異物検出部12とSEM13のそれ
ぞれの視野間及び視野内を移動する。19は移動
ステージ16を移動させるためのモータであつ
て、ネジ17とカツプリング18を介して、移動
ステージに接続している。20はエンコーダであ
る。21は試料走査部であつて、モータ14,1
9に接続しそれらの駆動制御を行う。22はLSI
ウエハ1の被検査試料に付着している異物の付着
位置を記憶する座標記憶部である。この座標記憶
部22は、異物検出部12で検出した異物検出信
号23とエンコーダ15,20からの出力を入力
するようになつている。異物検出信号23は、異
物検出部12がLSIウエハ1上の異物を検知する
と、例えば、“High”レベルとなる。24は異物
検査装置全体の制御を行う制御部である。また、
25は試料交換用の窓であり、26は真空ポンプ
である。
Note that the same parts in the drawings are given the same reference numerals. FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a foreign matter inspection device according to the present invention. 10 is a vacuum sample chamber, 11 is a
This is a sample stage on which objects to be inspected such as LSI wafers are placed. 14 is a motor for rotating the sample stage 11, and 15 is an encoder.
Reference numeral 16 denotes a moving stage, which moves between and within the field of view of the foreign object detection unit 12 and the SEM 13 using optical means such as a laser. Reference numeral 19 denotes a motor for moving the moving stage 16, and is connected to the moving stage via a screw 17 and a coupling ring 18. 20 is an encoder. Reference numeral 21 denotes a sample scanning section, which includes motors 14 and 1.
9 to control their drive. 22 is LSI
This is a coordinate storage unit that stores the adhesion position of foreign matter adhering to the sample to be inspected on the wafer 1. The coordinate storage section 22 is configured to receive the foreign object detection signal 23 detected by the foreign object detection section 12 and the outputs from the encoders 15 and 20. When the foreign object detection section 12 detects a foreign object on the LSI wafer 1, the foreign object detection signal 23 becomes, for example, a "High" level. 24 is a control section that controls the entire foreign matter inspection apparatus. Also,
25 is a window for sample exchange, and 26 is a vacuum pump.

被検査物であるLSIウエハ1は試料交換用窓2
5から真空試料室10内の試料ステージ11上に
載置される。レーザ等の光学的手段を用いた異物
検出部12は、例えば第3図aに示すように、モ
ータ14と19によりらせん形に移動するLSIウ
エハ1上の異物を検出する。異物を検出すると、
異物検出信号23は“Low”レベルから“High”
レベルに立上る。その立上りで、エンコーダ1
5,20の出力が座標記憶部22にラツチされ、
LSIウエハ1上の異物の位置が記憶される。した
がつて異物の位置は極座標で得られる。LSIウエ
ハ1の全面あるいは数チツプ分の検査が終了する
と、移動ステージ16はモータ19によりSEM
13の視野内に移動する。検出した異物の位置座
標は、座標記憶部22に記憶されているので、そ
のデータに基き試料走査部21はモータ14,1
9を微小駆動し、試料ステージ11、移動ステー
ジ16を位置決めする。このことにより観察した
い位置の異物のSEM信号を得ることができる。
LSIウエハ上に回路パターンのない鏡面ウエハの
場合、異物検出部12は例えば第4図に示す構成
とする。回転あるいは並進が可能な試料ステージ
11上に載置したLSIウエハ1に対し、レーザ5
からレーザ光を略真上から照射する。LSIウエハ
1の表面に付着している異物3からの散乱光を検
出器6で検出し、その検出値はアンプ7により増
幅され、第2図に示すエンコーダ15から検出さ
れる位置座標データに基づいて、メモリ8(座標
記憶部)に異物3の位置と大きさを記憶する。こ
の繰り返しにより順次メモリ8(座標記憶部2
2)にLSIウエハ1上に存在する異物の位置と大
きさとが記憶されると共に異物マツプ作成器9に
よりLSIウエハ1上の異物マツプを作成する。こ
のように異物の大きさもメモリ8(座標記憶部2
2)に記憶されるので、SEM13における異物
の分析・解析において、異物の大きさの情報も使
用することができる。試料ステージ11は回転あ
るいは並進が可能なので、第3図aに示すように
レーザビームがLSIウエハ1上をらせん形に走査
するようにLSIウエハを移動させることができ、
第3図bに示すようにも走査させることができ
る。また回路パターンの付いたLSIウエハの場合
には、異物検査部12は例えば第5図に示す構成
とする。第5図において、S偏光レーザ27によ
り、S偏光レーザ光をLSIウエハ1上に角度で
照射する。は約1度である。ここで照射レーザ
光とウエハ法線(Z軸)のなす面に、垂直に振動
する偏光をS偏光、平行に振動する偏光P偏光と
呼ぶ。このとき、LSIウエハ1上のパターン部分
からの散乱光は偏光方向が変化せず、実線で示す
S偏光のまま対物レンズ28のほうに進むが、異
物に当つたレーザ光は偏光方向が変化するため点
線で示すP偏光成分を多く含んでいる。そこで、
対物レンズ28の後方にS偏光を遮断する偏光板
29を設け、これを通過した光を光電素子30で
検出することにより、異物からの散乱光(P偏光
成分)だけを検出する。これにより、回路パター
ンの付いたLSIウエハ上の異物の存在位置を検出
することができる。その結果、座標記憶部22に
は、LSIウエハ上の任意の位置に付着している全
ての異物についてその位置座標が記憶されること
になる。次に、制御部24は、座標記憶部22に
記憶された各異物毎の位置座標を読出して、試料
走査部21を介してモータ19を駆動制御して移
動ステージ16をSEM13の鏡筒の下側へ移動
させ、更にモータ19及びモータ14を駆動制御
してSEM13の視野内に各異物が存在するよう
に移動ステージ16及び試料ステージ11を微動
制御する。なお、SEM13は、例えば第1図に
示す構成とすることができ、その詳細について
は、前述したので省略する。前記の通り、異物検
出部12で検出されたLSIウエハ1上の全ての異
物について、制御部24は、座標記憶部22に記
憶された各異物毎の位置座標に基づいて制御して
SEM13の視野内に位置付けする。この結果、
SEM13は、各異物から検出されるSEM信号
(電子ビームを用いることにより第1図に示すよ
うにX線像、AE像、元素分析等)について分析
することにより、各異物の解析・分析を行なうこ
とができる。なお、異物検出信号23が、LSIウ
エハ1上の異物を検出した時“Low”レベルと
なる場合には、エンコーダ15,20の出力は異
物検出信号23の立下がりで座標記憶部22にラ
ツチされ、LSIウエハ上の異物の位置が記憶され
る。
The LSI wafer 1, which is the object to be inspected, is placed in the sample exchange window 2.
5 and placed on the sample stage 11 in the vacuum sample chamber 10. A foreign object detection unit 12 using optical means such as a laser detects foreign objects on the LSI wafer 1 which is moved in a spiral by motors 14 and 19, as shown in FIG. 3a, for example. When a foreign object is detected,
Foreign object detection signal 23 changes from “Low” level to “High”
rise to the level. At the rising edge, encoder 1
The outputs of 5 and 20 are latched in the coordinate storage section 22,
The position of the foreign object on the LSI wafer 1 is stored. Therefore, the position of the foreign object can be obtained in polar coordinates. When the entire surface of the LSI wafer 1 or several chips have been inspected, the moving stage 16 is moved by the motor 19 to the SEM
Move within the field of view of 13. The position coordinates of the detected foreign object are stored in the coordinate storage section 22, so the sample scanning section 21 controls the motors 14 and 1 based on the data.
9 is minutely driven to position the sample stage 11 and the movement stage 16. This makes it possible to obtain an SEM signal of the foreign object at the position desired to be observed.
In the case of a mirror-finished LSI wafer having no circuit pattern on it, the foreign object detection section 12 has the configuration shown in FIG. 4, for example. Laser 5 is applied to LSI wafer 1 placed on sample stage 11 that can rotate or translate.
A laser beam is irradiated from almost directly above. Scattered light from foreign matter 3 attached to the surface of LSI wafer 1 is detected by detector 6, and the detected value is amplified by amplifier 7 and based on position coordinate data detected by encoder 15 shown in FIG. Then, the position and size of the foreign object 3 are stored in the memory 8 (coordinate storage section). By repeating this process, the memory 8 (coordinate storage unit 2
2) The position and size of the foreign matter present on the LSI wafer 1 are stored, and a foreign matter map on the LSI wafer 1 is created by the foreign matter map creator 9. In this way, the size of the foreign object is also stored in the memory 8 (coordinate storage unit 2).
2), information on the size of the foreign object can also be used in the analysis of the foreign object in the SEM 13. Since the sample stage 11 can rotate or translate, the LSI wafer can be moved so that the laser beam scans the LSI wafer 1 in a spiral shape as shown in FIG. 3a.
It is also possible to scan as shown in FIG. 3b. Further, in the case of an LSI wafer with a circuit pattern, the foreign matter inspection section 12 has the configuration shown in FIG. 5, for example. In FIG. 5, an S-polarized laser 27 irradiates the LSI wafer 1 with S-polarized laser light at an angle. is approximately 1 degree. Here, polarized light that vibrates perpendicularly to the plane formed by the irradiated laser beam and the wafer normal (Z-axis) is called S-polarized light, and polarized light that vibrates parallel to it is called P-polarized light. At this time, the polarization direction of the scattered light from the pattern portion on the LSI wafer 1 does not change, and it continues toward the objective lens 28 as S-polarized light shown by the solid line, but the polarization direction of the laser light that hits the foreign object changes. Therefore, it contains a large amount of P-polarized light component shown by the dotted line. Therefore,
A polarizing plate 29 that blocks S-polarized light is provided behind the objective lens 28, and by detecting the light that has passed through the polarizing plate 29 with a photoelectric element 30, only the scattered light (P-polarized light component) from the foreign object is detected. This makes it possible to detect the location of a foreign object on an LSI wafer with a circuit pattern. As a result, the coordinate storage unit 22 stores the position coordinates of all foreign particles attached to arbitrary positions on the LSI wafer. Next, the control unit 24 reads out the position coordinates of each foreign object stored in the coordinate storage unit 22 and drives and controls the motor 19 via the sample scanning unit 21 to move the moving stage 16 below the lens barrel of the SEM 13. Then, the motor 19 and the motor 14 are driven and controlled to finely move the moving stage 16 and the sample stage 11 so that each foreign object exists within the field of view of the SEM 13. Note that the SEM 13 can have the configuration shown in FIG. 1, for example, and the details thereof are omitted since they have been described above. As described above, the control unit 24 controls all the foreign objects on the LSI wafer 1 detected by the foreign object detection unit 12 based on the position coordinates of each foreign object stored in the coordinate storage unit 22.
Position it within the field of view of SEM13. As a result,
SEM13 analyzes each foreign substance by analyzing the SEM signal (X-ray image, AE image, elemental analysis, etc. as shown in Figure 1 using an electron beam) detected from each foreign substance. be able to. Note that when the foreign object detection signal 23 becomes "Low" level when a foreign object is detected on the LSI wafer 1, the outputs of the encoders 15 and 20 are latched in the coordinate storage section 22 at the fall of the foreign object detection signal 23. , the position of the foreign object on the LSI wafer is memorized.

次に、本発明の他の実施例を第6図にもとづい
て説明する。この実施例においては、異物検出部
12とSEM13を同一位置の試料に対してさら
に有効に働かせる機構を備えている。即ち、レー
ザ42から照射したレーザ光をビームエキスパン
ダ43、光学レンズホルダ44を介してLSIウエ
ハ1に集光する。異物による散乱光を検出器45
によつて検出する異物検出部12は、モータ46
により試料ステージ11上に出し入れできるよう
になつている。第6図は全体の制御を行なう制御
部24からのモード指令に基づいて異物検出部1
2による異物検出時のモードを示している。制御
部24からのモード指令に基づいて行なわれる
SEM13による異物分析モードでは、光学レン
ズホルダ44が図中において右側に移動する。前
記、異物検出時のモードにおいては、順次アンプ
7から出力される異物検出信号とエンコーダ1
5,20から出力される座標信号とに基づいて、
座標記憶部22にLSIウエハ1上に存在する異物
の位置と大きさとが記憶される。そして、異物分
析モードにおいては、まず制御部24は、座標記
憶部22に記憶された各異物毎の位置座標を読出
して、試料走査部21を介してモータ19及びモ
ータ14を駆動制御してSEM13の視野内に各
異物が存在するように移動ステージ16及び試料
ステージ11を微動制御する。この結果SEM1
3の視野内にLSIウエハ1上に置かれた全ての異
物について異物の像を観察することができる。
LSIウエハ1は、異物検出時にはモータ14,1
9によりらせん形に連続的に移動し、SEMによ
る観察、分析時には座標記憶部22と試料走査部
21により必要量だけ移動する。SEM13が長
焦点(長作動距離)でない場合には、必要に応じ
てZ軸機構47を使用する。Z軸機構47は、モ
ータ48によりLSIウエハ1をSEM13の焦点位
置、例えば49の位置まで移動させることがで
き、鮮明なSEM像が得られる。
Next, another embodiment of the present invention will be described based on FIG. This embodiment is provided with a mechanism that allows the foreign object detection section 12 and the SEM 13 to work more effectively on the sample at the same position. That is, the laser beam irradiated from the laser 42 is focused on the LSI wafer 1 via the beam expander 43 and the optical lens holder 44. Detector 45 detects light scattered by foreign objects
The foreign object detection section 12 detects the foreign object by the motor 46.
It can be taken in and out of the sample stage 11. FIG. 6 shows the foreign object detection unit 1 based on the mode command from the control unit 24 that controls the entire system.
2 shows the mode at the time of foreign object detection. This is done based on the mode command from the control unit 24.
In the foreign matter analysis mode using the SEM 13, the optical lens holder 44 moves to the right in the figure. In the above foreign object detection mode, the foreign object detection signal sequentially output from the amplifier 7 and the encoder 1 are
Based on the coordinate signals output from 5 and 20,
The coordinate storage unit 22 stores the position and size of the foreign object on the LSI wafer 1. In the foreign substance analysis mode, the control unit 24 first reads out the position coordinates of each foreign substance stored in the coordinate storage unit 22, controls the motor 19 and the motor 14 via the sample scanning unit 21, and controls the SEM 13. The movement stage 16 and the sample stage 11 are controlled to move finely so that each foreign object is present within the field of view. This result SEM1
Images of all foreign objects placed on the LSI wafer 1 within the field of view 3 can be observed.
When the LSI wafer 1 detects a foreign object, the motors 14 and 1
9 continuously moves in a spiral shape, and during observation and analysis by SEM, the coordinate storage unit 22 and sample scanning unit 21 move the required amount. If the SEM 13 does not have a long focus (long working distance), the Z-axis mechanism 47 is used as necessary. The Z-axis mechanism 47 can move the LSI wafer 1 to the focal position of the SEM 13, for example, position 49, by means of a motor 48, so that a clear SEM image can be obtained.

第2図、第6図において、励起源として電子を
用い、LSIウエハ1からの反射1次電子を検出器
36で検出すれば、低速電子エネルギ損失スペク
トル分析となり、表面の分析が可能であり、分子
の振動状態まで調べることができる。同様に、
LSIウエハ1からのオージエ電子を検出器36で
検出すれば、元素分析が可能となる。また、X線
を検出する検出器36を用意すれば、微小部の元
素分析も可能となる。このように、微小異物の組
成まで含めた詳細な観察、分析を行うことができ
る。
In FIGS. 2 and 6, if electrons are used as the excitation source and primary electrons reflected from the LSI wafer 1 are detected by the detector 36, slow electron energy loss spectrum analysis can be performed, and surface analysis is possible. Even the vibrational state of molecules can be investigated. Similarly,
If the Auger electrons from the LSI wafer 1 are detected by the detector 36, elemental analysis becomes possible. Furthermore, if a detector 36 for detecting X-rays is provided, elemental analysis of minute parts is also possible. In this way, detailed observation and analysis including the composition of minute foreign matter can be performed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、LSIウエハなどの被検査物に
付着した多数の異物についての高分解能を有する
走査電子顕微鏡による分析・解析を、見逃しする
ことなく、しかも短時間、即ち高速度で、更に被
検査物にチヤージアツプ等によるダメージを及ぼ
すことなく行なうことができ、その結果半導体等
の製造プロセスにおいて異物の発生原因を究明す
ることができ、半導体等の製品の大幅な歩留まり
向上をはかることができる効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to analyze a large number of foreign substances attached to an object to be inspected such as an LSI wafer using a high-resolution scanning electron microscope, without missing anything, and in a short time, that is, at high speed. The test can be carried out without damaging the inspection object due to charge-up, etc., and as a result, it is possible to investigate the cause of foreign matter in the manufacturing process of semiconductors, etc., and the effect is that it can significantly improve the yield of semiconductors and other products. play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は走査電子顕微鏡の構成を示す構成図、
第2図は本発明の一実施例に係る異物検査装置の
構成を示す構成図、第3図はLSIウエハ上の走査
方向を示す模式図、第4図は被検査物が回路パタ
ーンの付いていない場合の本発明に係る異物検査
装置における異物検出部の構成を示す構成図、第
5図は同じく被検査物が回路パターンの付いてい
る場合の異物検出部の構成を示す構成図、第6図
は本発明の他の実施例に係る異物検査装置の構成
を示す構成図である。 1……LSIウエハ、3……異物、11……試料
ステージ、12……異物検出部、13……走査電
子顕微鏡、14,19,46,48……モータ、
15,20……エンコーダ、16……移動ステー
ジ、21……試料走査部、22……座標記憶部、
23……異物検出信号、24……制御部、27…
…S偏光レーザ、28……対物レンズ、29……
偏光板、30……光電素子、31……陰極、32
……陽極、33,34……電子レンズ、35,4
0……偏向コイル、36,45……検出器、38
……CRT、39……走査制御回路、42……レ
ーザ、43……ビームエキスパンダ、44……光
学レンズホルダ、47……Z軸機構。
Figure 1 is a configuration diagram showing the configuration of a scanning electron microscope.
Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of a foreign matter inspection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a schematic diagram showing the scanning direction on an LSI wafer, and Fig. 4 shows an object to be inspected with a circuit pattern attached. FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the foreign object detecting section in the foreign object inspection apparatus according to the present invention when there is no circuit pattern; FIG. The figure is a configuration diagram showing the configuration of a foreign matter inspection device according to another embodiment of the present invention. 1...LSI wafer, 3...Foreign object, 11...Sample stage, 12...Foreign object detection unit, 13...Scanning electron microscope, 14, 19, 46, 48...Motor,
15, 20...Encoder, 16...Movement stage, 21...Sample scanning unit, 22...Coordinate storage unit,
23... Foreign object detection signal, 24... Control unit, 27...
...S-polarized laser, 28...Objective lens, 29...
Polarizing plate, 30... Photoelectric element, 31... Cathode, 32
... Anode, 33, 34 ... Electron lens, 35, 4
0... Deflection coil, 36, 45... Detector, 38
... CRT, 39 ... Scanning control circuit, 42 ... Laser, 43 ... Beam expander, 44 ... Optical lens holder, 47 ... Z-axis mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検査物を載置する試料ステージと、該試料
ステージを少なくとも2次元的に移動させる移動
手段と、該移動手段を移動させて被検査物の座標
情報を検出する座標検出手段と、試料ステージ上
に載置された前記被検査物の表面に光ビームを照
射し、該表面に存在する異物からの散乱光を検出
する異物検出手段と、該異物検出手段から異物の
存在を検出した際、前記座標検出手段から検出さ
れる少なくとも座標情報を記録する記録手段と、
該記録手段に記録された異物の位置座標を読出
し、この読出された異物の位置座標に基づいて前
記移動手段を作動させて試料室内において前記試
料ステージを移動させて前記被検査物上の異物を
電子ビームによる分析・解析可能な視野内に位置
付ける制御手段と、該制御手段により視野内に位
置付けされた被検査物上の異物に電子ビームを照
射走査して異物から発生する荷電粒子を荷電粒子
検出器により検出し、該荷電粒子検出器から検出
される荷電粒子信号に基づいて前記異物について
分析・解析を行なう走査電子顕微鏡とを備えたこ
とを特徴とする異物検査装置。 2 前記記憶手段には、記録された座標情報に基
づいて被検査物上の複数の異物の存在を示す異物
マツプを作成する異物マツプ作成手段を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異物
検査装置。 3 前記異物検出手段と走査電子顕微鏡とを水平
方向に所望の間隔を設けて並設し、前記移動手段
は前記試料ステージを前記異物検出手段の視野か
ら走査電子顕微鏡の視野へと移動可能に構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異
物検査装置。 4 前記試料ステージを真空試料室内に設置した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異
物検査装置。
[Claims] 1. A sample stage on which an object to be inspected is placed, a moving means for moving the sample stage in at least two dimensions, and coordinates for moving the moving means to detect coordinate information of the object to be inspected. a detection means; a foreign matter detection means for irradiating a light beam onto the surface of the object to be inspected placed on a sample stage and detecting scattered light from foreign matter present on the surface; recording means for recording at least coordinate information detected by the coordinate detection means when presence is detected;
The position coordinates of the foreign object recorded in the recording means are read, and the moving means is operated based on the read position coordinates of the foreign object to move the sample stage within the sample chamber to remove the foreign object on the object to be inspected. A control means positioned within a field of view that can be analyzed and analyzed by an electron beam, and a charged particle detected by irradiating and scanning a foreign object on an object to be inspected positioned within the field of view with an electron beam to detect charged particles generated from the foreign object. What is claimed is: 1. A foreign matter inspection device comprising: a scanning electron microscope that analyzes the foreign matter based on a charged particle signal detected by the charged particle detector. 2. The storage means includes a foreign matter map creation means for creating a foreign matter map indicating the presence of a plurality of foreign matter on the object to be inspected based on the recorded coordinate information. Foreign matter inspection device described. 3. The foreign object detection means and the scanning electron microscope are arranged side by side with a desired spacing in the horizontal direction, and the moving means is configured to be able to move the sample stage from the field of view of the foreign object detection means to the field of view of the scanning electron microscope. A foreign matter inspection device according to claim 1, characterized in that: 4. The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, wherein the sample stage is installed in a vacuum sample chamber.
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