JPH10153603A - Method for detecting minute foreign matter - Google Patents

Method for detecting minute foreign matter

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JPH10153603A
JPH10153603A JP9343374A JP34337497A JPH10153603A JP H10153603 A JPH10153603 A JP H10153603A JP 9343374 A JP9343374 A JP 9343374A JP 34337497 A JP34337497 A JP 34337497A JP H10153603 A JPH10153603 A JP H10153603A
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JP
Japan
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foreign matter
microscope
sample
light
probe
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Pending
Application number
JP9343374A
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Japanese (ja)
Inventor
Zenshi Nakagawa
善嗣 中川
Fusayoshi Soeda
房美 添田
Naohiko Fujino
直彦 藤野
Isamu Kano
勇 狩野
Osamu Wada
理 和田
Hiroshi Kurokawa
博志 黒川
Koichiro Hori
浩一郎 堀
Nobumi Hattori
信美 服部
Masahiro Sekine
正廣 関根
Masashi Omori
雅司 大森
Kazuo Kuramoto
一雄 倉本
Junji Kobayashi
淳二 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting minute foreign matter, which can efficiently detect the existing position of the minute foreign matter on the plane of a sample such as a silicon wafer in a short time and can selectively measure the three-dimensional shape of that part. SOLUTION: The position where irregular reflection has occurred is detected by projecting beam light 8 on a sample surface and observing the position from a dark visual field part or a bright visual field part by a microscope 16, whose focal point is focused on the spot part. The coordinates (x1 and y1 ) are registered in an x-y actuator 12. The sample or a probe is moved by the difference between the coordinate and the position (x0 and y0 ) of the probe of the scanning probe microscope, and the three-dimensional shape of a minute foreign matter 11 is measured. Furthermore, the position of the minute foreign matter 11 is obtained beforehand by a particle detecting device. The spot irradiation of the beam light 8 is performed in the range, wherein the deviation of the coordinates from the scanning probe microscope is considered. Thus, the efficiency of the detection and inspection is enhanced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばシリコン
ウェハや液晶表示素子用のガラス基板上など平面状の試
料表面に存在する微小異物の存在位置を検出する方法、
さらに詳しくは、あらかじめ座標が定義されたパーティ
クル検査装置により検出、位置特定された微小異物の存
在位置を走査型プローブ顕微鏡などの他の分析装置のも
つ座標と座標リンクすることにより、その特定された微
小異物についてその3次元的形状も含めて、簡単に観
察、分析、検査、評価できるようにするための微小異物
の検出および検査方法、そのための機能を付加した走査
型プローブ顕微鏡などの他の分析装置ならびにこれらを
用いた半導体素子もしくは液晶表示素子の製法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting the position of a minute foreign substance present on a planar sample surface such as a silicon wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device.
More specifically, the existence position of the minute foreign matter detected and located by the particle inspection device whose coordinates are defined in advance is coordinated with the coordinates of another analysis device such as a scanning probe microscope, and the identified position is identified. Detection and inspection methods for small foreign matter, including its three-dimensional shape, so that it can be easily observed, analyzed, inspected, and evaluated, and other analysis such as scanning probe microscopes with additional functions The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element using the same.

【0002】ここに微小異物とは、試料表面に突出する
付着粒子のほか、試料表面の窪みや結晶欠陥などを含む
試料表面の異常部分を意味する。また、走査型プローブ
顕微鏡などの他の分析装置とは、原子間力顕微鏡(AF
M)、走査型トンネル顕微鏡(STM)、磁気力顕微鏡
(MFM)などのもつ観察装置、分析装置、検査装置、
評価装置をいう。
[0002] The term "fine foreign matter" as used herein means not only adhered particles protruding from the surface of a sample, but also abnormal portions of the surface of the sample including depressions and crystal defects on the surface of the sample. Further, another analysis apparatus such as a scanning probe microscope is an atomic force microscope (AF).
M), observation devices such as scanning tunneling microscopes (STM) and magnetic force microscopes (MFM), analyzers, inspection devices,
Refers to an evaluation device.

【0003】[0003]

【従来の技術】4M、16Mビット−DRAMなどに代
表される超高集積LSIの製造における歩留りは、ウェ
ハ付着異物に起因する不良に、ほとんど左右されるとい
われている。
2. Description of the Related Art It is said that the yield in the manufacture of an ultra-highly integrated LSI typified by a 4M or 16M bit DRAM is largely influenced by a defect caused by a foreign matter attached to a wafer.

【0004】これはパターン幅が微細化されるに従い、
前工程の製造プロセスにおいてウェハに付着する、従来
では問題とされなかった微小サイズの異物が汚染源とな
るためである。一般的にこの問題となる微小異物の大き
さは、製造しようとする超高集積LSIのもつ最小配線
幅の数分の一といわれており、このことから16Mビッ
ト−DRAM(最小配線幅0.5μm)においては、直
径0.1μmレベルの微小異物が対象となっている。こ
のような微小異物は汚染物質となって回路パターンの断
線、ショートを引き起こすなどの原因となり不良の発生
や品質、信頼性の低下に大きくつながっている。そのた
め微小異物の付着状態などの実態を定量的に精度よく計
測および分析して把握し、管理することが、歩留り向上
のキーポイントとなっている。
[0004] As the pattern width becomes finer,
This is because a foreign matter of a minute size, which has not been a problem in the past, adheres to the wafer in the manufacturing process in the previous step and becomes a contamination source. It is generally said that the size of the minute foreign matter causing this problem is a fraction of the minimum wiring width of the ultra-high integration LSI to be manufactured. 5 μm), a minute foreign substance having a diameter of 0.1 μm is targeted. Such a minute foreign substance becomes a contaminant, causing disconnection or short circuit of the circuit pattern, etc., and leads to the occurrence of a defect and a decrease in quality and reliability. Therefore, it is a key point for improving the yield to quantitatively and accurately measure and analyze the actual state of the attached state of the minute foreign matter and the like to grasp and manage it.

【0005】これを行う手段として、従来より、シリコ
ンウェハなどの平面状試料の表面に存在する微小異物の
存在位置を検出できるパーティクル検査装置が用いられ
ている。なお、従来のパーティクル検査装置としては、
日立電子エンジニアリング(株)製、商品名;IS−2
000、LS−6000あるいは米国、Tencor社
製、商品名;サーフスキャン6200、Estek社
製、商品名;WIS−9000などがある。またこれら
のパーティクル検査装置に用いられる測定原理やそれを
実現するための装置構成については、たとえば文献、
「高性能半導体プロセス用分析・評価技術」、111〜
129頁、半導体基盤技術研究会編、(株)リアライズ
社発行に詳細に記載されている。
As a means for performing this, a particle inspection apparatus capable of detecting the position of a minute foreign substance present on the surface of a planar sample such as a silicon wafer has been used. In addition, as a conventional particle inspection device,
Product name; IS-2, manufactured by Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd.
000, LS-6000 or Tencor Corp., USA; trade name; Surfscan 6200, Estek Corp., trade name; WIS-9000. The measurement principle used for these particle inspection devices and the device configuration for realizing it are described in, for example, literatures.
"Analysis and Evaluation Technology for High Performance Semiconductor Processes", 111-
This is described in detail on page 129, edited by Semiconductor Technology Research Group, published by Realize Inc.

【0006】図11はパーティクル検査装置LS−60
00を用いて、実際の6インチシリコンウェハ上に存在
する微小異物(0.1μm以上)について計測した結果
を表わすCRTの表示画面を示す。すなわちこの表示画
面には微小異物のおおよその位置と大きさごとの個数お
よびその粒度分布しか示されない。図11中に示される
円は、6インチシリコンウェハの外周を表現し、その中
に存在する点が、微小異物の存在する位置に対応してあ
る。
FIG. 11 shows a particle inspection apparatus LS-60.
10 shows a display screen of a CRT showing a result of measurement of minute foreign substances (0.1 μm or more) actually present on a 6-inch silicon wafer by using 00. In other words, this display screen shows only the approximate position and the number of minute foreign substances for each size and the particle size distribution thereof. The circle shown in FIG. 11 represents the outer periphery of the 6-inch silicon wafer, and points present therein correspond to positions where minute foreign matters exist.

【0007】しかし、図11からもわかるように従来の
パーティクル検査装置からえられる情報は、シリコンウ
ェハなどの試料表面に存在する微小異物の大きさおよび
試料表面上での存在位置のみであるため、その微小異物
が何であるかなどの実態についての同定はできない。
However, as can be seen from FIG. 11, the information obtained from the conventional particle inspection apparatus is only the size of the minute foreign matter present on the sample surface such as a silicon wafer and the existing position on the sample surface. It is not possible to identify the actual state of the minute foreign matter.

【0008】さらに、従来より、シリコンウェハなどの
平面状の試料表面の3次元の微細形状を観察するために
高い分解能を有する原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕
微鏡などの走査型プローブ顕微鏡が用いられている。
Further, conventionally, a scanning probe microscope such as an atomic force microscope or a scanning tunnel microscope having a high resolution has been used to observe a three-dimensional fine shape of a planar sample surface such as a silicon wafer. ing.

【0009】原子間力顕微鏡(AFM)は、カンチレバ
ーの先端に形成されたSi34などからなるピラミッド
型の突起状の探針を試料の表面まで近づけ、試料と探針
とのあいだに働く原子間力(van der Waal
s力)を一定(通常は10-9N程度)に保つように試料
の高さzを制御しながら、試料をx−y面内で走査し、
このときのz軸制御信号をモニタすることによって、試
料表面の3次元形状を知る装置である。
In an atomic force microscope (AFM), a pyramid-shaped protruding probe made of Si 3 N 4 or the like formed at the tip of a cantilever is brought close to the surface of a sample, and works between the sample and the probe. Atomic force (van der Waal)
s force) is kept constant (usually about 10 −9 N) while controlling the sample height z to scan the sample in the xy plane,
This is a device that knows the three-dimensional shape of the sample surface by monitoring the z-axis control signal at this time.

【0010】図12は、シリコンウェハなどの試料表面
の観察に用いられている従来の原子間力顕微鏡(たとえ
ばディジタル インスツルメンツ(Digital I
nstruments)社製 、商品名ナノスコープ
エイ エフ エム(NanoScope AFM))の
基本構成を示す説明図である。
FIG. 12 shows a conventional atomic force microscope (for example, Digital Instruments (Digital I / O)) used for observing the surface of a sample such as a silicon wafer.
products (N instruments), Nanoscope
It is an explanatory view showing the basic composition of FM (NanoScope AFM).

【0011】図12において1は試料2の表面を走査す
るために用いられる探針であり、カンチレバー3の先端
に設けられたSi34からなるピラミッド型の突起であ
る。探針1を試料2に近づけると原子同士の接触による
斥力によってカンチレバーがたわむ。そのため、カンチ
レバー3のたわみの大きさは、探針1と試料2とのあい
だに働く原子間力の大きさに比例する。カンチレバー3
のたわみの検出には、カンチレバー3の反射面に半導体
レーザなどのレーザ光源5である発光素子から照射され
たたわみ検出用レーザ光4の反射方向の変化を利用して
検出される(光てこ方式)。カンチレバー3からの反射
光はフォトダイオードなどの受光素子6によって検出さ
れる。このカンチレバー3のたわみを一定に保つように
試料高さzを制御しながら、xyz微動素子アクチュエ
ータ7をx−y面内で走査することにより試料表面の3
次元形状を測定する。このときのxyz微動素子アクチ
ュエータ7に加えられる各軸の制御信号は、マイコンに
入力され、画像処理のあと試料表面の3次元測定結果と
して表示される。
In FIG. 12, reference numeral 1 denotes a probe used for scanning the surface of the sample 2, which is a pyramid-shaped projection made of Si 3 N 4 provided at the tip of the cantilever 3. When the probe 1 is moved closer to the sample 2, the cantilever bends due to repulsion caused by contact between atoms. Therefore, the magnitude of the deflection of the cantilever 3 is proportional to the magnitude of the interatomic force acting between the probe 1 and the sample 2. Cantilever 3
The deflection of the cantilever 3 is detected by using the change in the reflection direction of the deflection detection laser light 4 emitted from the light emitting element which is the laser light source 5 such as a semiconductor laser to the reflection surface of the cantilever 3 (optical lever method). ). Light reflected from the cantilever 3 is detected by a light receiving element 6 such as a photodiode. While controlling the sample height z so as to keep the deflection of the cantilever 3 constant, the xyz fine-movement element actuator 7 scans in the xy plane, thereby obtaining the 3
Measure the dimensional shape. At this time, the control signal of each axis applied to the xyz fine-movement element actuator 7 is input to the microcomputer and displayed as a three-dimensional measurement result of the sample surface after image processing.

【0012】走査型トンネル顕微鏡(STM)は、金属
製探針を試料の極めて近傍(約1nm)まで近づけ、試
料と金属製探針とのあいだに流れるトンネル電流を一定
に保つように試料の高さzを制御しながら、金属製探針
をx−y面内で走査し、このときのz軸制御信号をモニ
タすることによって、試料表面の3次元形状を知る装置
である。
A scanning tunneling microscope (STM) moves a metal probe very close to the sample (about 1 nm) and keeps a high level of the sample so as to maintain a constant tunnel current flowing between the sample and the metal probe. This is a device that scans the metal probe in the xy plane while controlling the z, and monitors the z-axis control signal at this time to know the three-dimensional shape of the sample surface.

【0013】図13は、シリコンウェハなどの試料表面
の観察に用いられている従来の走査型トンネル顕微鏡
(たとえばディジタル インスツルメンツ(Digit
alInstruments)社製、商品名ナノスコー
プ エス ティー エム(NanoScope ST
M))の基本構成を示す説明図である。
FIG. 13 shows a conventional scanning tunneling microscope (for example, Digital Instruments) used for observing the surface of a sample such as a silicon wafer.
alInstruments), trade name Nanoscope ST (NanoScope ST)
It is explanatory drawing which shows the basic structure of M)).

【0014】図13において、21は試料2の表面を走
査するために用いられる金属製探針であり、たとえばタ
ングステン線が用いられ、その先端は電解研摩によって
鋭い形状に形成されている。金属製探針21と試料2と
のあいだには直流電源23によってバイアス電圧が印加
されている。
In FIG. 13, reference numeral 21 denotes a metal probe used for scanning the surface of the sample 2, for example, a tungsten wire is used, and its tip is formed in a sharp shape by electrolytic polishing. A bias voltage is applied between the metal probe 21 and the sample 2 by the DC power supply 23.

【0015】試料表面の3次元測定は、まず、バイアス
電圧が印加された金属製探針21をxyz微動素子アク
チュエータ27を用いて試料2の表面近傍に近づけ、電
流計24で計測管理された所定量のトンネル電流が両者
間に流れるようにする。つぎに、トンネル電流の大きさ
が一定になるように金属製探針21の高さzを制御しな
がら、金属製探針21をxyz微動素子アクチュエータ
27を用いて、金属製探針21をx−y面内で走査す
る。このときのxyz微動素子アクチュエータ27に加
えられる各軸の制御信号は、マイコンに入力され、画像
処理のあと試料表面の3次元測定結果として表示され
る。
In the three-dimensional measurement of the surface of the sample, first, the metal probe 21 to which the bias voltage is applied is brought close to the vicinity of the surface of the sample 2 by using the xyz fine movement element actuator 27, and the measurement and management is performed by the ammeter 24. A fixed amount of tunnel current flows between them. Next, while controlling the height z of the metal probe 21 so that the magnitude of the tunnel current becomes constant, the metal probe 21 is moved to x by using the xyz fine movement element actuator 27. Scan in y-plane. The control signal of each axis applied to the xyz fine movement element actuator 27 at this time is input to the microcomputer, and is displayed as a three-dimensional measurement result of the sample surface after image processing.

【0016】なお、従来の原子間力顕微鏡または走査型
トンネル顕微鏡については、たとえば東レリサーチセン
ター(株)発行、「ザ ティー アール シー ニュー
ス(THE TRC NEWS)」第38号(1992
年1月)33〜39頁、(株)日立製作所発行、「気楽
に読めるSTM読本」(1991年)に詳細に記載され
ている。
A conventional atomic force microscope or a scanning tunneling microscope is disclosed in, for example, “THE TRC NEWS” No. 38 (1992), issued by Toray Research Center Co., Ltd.
Jan., pp. 33-39, published by Hitachi, Ltd., "Easy to Read STM Reader" (1991).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】走査型プローブ顕微鏡
などの適当な分析装置を用いることにより、個々の微小
異物を直接観察したりあるいは組成分析してその実態を
同定することが望まれている。しかし、従来の分析装置
についてみると、たとえば、走査型プローブ顕微鏡は、
単にシリコンウェハなどの試料表面上の任意の位置に探
針を接触させ、走査するものであるため、その任意の位
置の試料表面の状態のみを観察する装置である。そのた
め、シリコンウェハなどの表面に存在するごく少数で、
かつ、サブミクロンあるいはそれ以下の単位の微細な結
晶欠陥などの異物のみを見つけ出して検査するという要
求に対して、走査型プローブ顕微鏡の探針を異物の存在
する位置に合わせることは極めて困難である。たとえ
ば、6インチのシリコンウェハの面積を佐渡島の面積に
たとえると、0.3μmの異物の大きさはゴルフボール
の大きさに相当するため、このような大きさの異物の存
在する位置を検出し、かつ、特定し、その位置に探針を
合わせることは、極めて困難である。したがって、任意
のサブミクロン単位またはサブサブミクロン単位の微細
な結晶欠陥などの異物のみを見つけ出して3次元観察す
ることは不可能に近い。また、位置検出のために予めパ
ーティクル検査装置を用いるとしても、個々の微小異物
が存在するウェハ上の位置は、パーティクル検査装置の
もつ座標において定義されるため、分析装置がもつ座標
に一致させることが困難である。また、個々の微小異物
が存在するウェハ上の位置は、パーティクル検査装置の
もつウェハ上でのレーザ光の集積面積に依存したピクセ
ル(通常は20μm×200μmの領域)により定義さ
れるため、用いられるピクセルのもつ面積に相当する分
だけの誤差を本来的に有してしまう。また、パーティク
ル検査装置で異物検査したウェハなどの試料を走査型プ
ローブ顕微鏡などのパーティクル検査装置でない分析装
置にセッティングするばあい、どうしても新たなセッテ
ィングに伴う座標ずれ誤差が発生してしまう。そのた
め、微小異物の実態同定を行うには、何らかの方策を用
いることにより、パーティクル検査装置のもつ座標と走
査型プローブ顕微鏡などの分析装置のもつ座標を完全に
リンクさせ、かつピクセルに依存した誤差をなくすか、
あるいはパーティクル検査装置から特定された微小異物
の位置を新たに再検出するなどの方法により走査型プロ
ーブ顕微鏡などの分析装置のもつ座標に登録することに
より誤差をなくすことが必要となる。なお、従来のパー
ティクル検査装置のもつレーザ光の集光面積について
は、たとえば文献、「高性能半導体プロセス用分析・評
価技術」111〜129頁、半導体基盤技術研究会編、
(株)リアライズ社発行に詳細に記載されており、おお
よそ20μm×200μmである。
It is desired to identify the actual state of individual foreign matter by directly observing or analyzing the composition by using an appropriate analyzer such as a scanning probe microscope. However, looking at conventional analyzers, for example, a scanning probe microscope,
Since the probe is simply brought into contact with an arbitrary position on the surface of a sample such as a silicon wafer and scanning is performed, the apparatus observes only the state of the sample surface at the arbitrary position. Therefore, only a few existing on the surface such as silicon wafer,
In addition, it is extremely difficult to adjust the probe of a scanning probe microscope to the position where foreign matter exists, in response to the requirement to find and inspect only foreign matter such as fine crystal defects in submicron or smaller units. . For example, if the area of a 6-inch silicon wafer is compared to the area of Sado Island, the size of a foreign substance of 0.3 μm corresponds to the size of a golf ball. It is very difficult to specify and position the probe at that position. Therefore, it is almost impossible to find only foreign matter such as an arbitrary submicron unit or a fine crystal defect in a subsubmicron unit and perform three-dimensional observation. Also, even if a particle inspection device is used in advance for position detection, the position on the wafer where each minute foreign substance exists is defined by the coordinates of the particle inspection device. Is difficult. In addition, the position on the wafer where each minute foreign matter is present is used because it is defined by a pixel (usually an area of 20 μm × 200 μm) depending on the laser light integration area on the wafer of the particle inspection apparatus. There is inherently an error corresponding to the area of the pixel. Further, when a sample such as a wafer subjected to a foreign substance inspection by a particle inspection apparatus is set in an analysis apparatus such as a scanning probe microscope which is not a particle inspection apparatus, a coordinate shift error accompanying a new setting is inevitably generated. Therefore, in order to identify the actual state of a minute foreign substance, the coordinates of the particle inspection device and the coordinates of the analysis device such as a scanning probe microscope are completely linked by using some measure, and errors depending on pixels are reduced. Lose it,
Alternatively, it is necessary to eliminate an error by registering the coordinates of an analyzer such as a scanning probe microscope by newly re-detecting the position of the minute foreign matter specified by the particle inspection apparatus. For the laser beam focusing area of the conventional particle inspection apparatus, see, for example, the literature, “Analysis and Evaluation Techniques for High-Performance Semiconductor Processes”, pp. 111-129, edited by the Semiconductor Technology Research Group,
It is described in detail by Realize Inc., and is approximately 20 μm × 200 μm.

【0018】そこで、パーティクル検査装置および走査
型プローブ顕微鏡などの分析装置のxyステージがもつ
座標について調べた。その結果、ほとんどの装置におい
て採用されるxyステージの座標は、x−y座標系であ
ることがわかった。また、被測定試料であるウェハに対
しての各装置のもつ座標軸および原点位置の決め方は、
(1)ウェハがもつオリフラのフラット線方向をx軸
(もしくはy軸)方向とし、ウェハ面内でのその法線方
向をy軸(もしくはx軸)方向とし、かつ、ウェハの最
外周とy軸との交点を(0、y)とし、x軸との交点を
(x、0)として定義する方法、あるいは(2)ウェハ
がもつオリフラのフラット線方向をx軸(もしくはy
軸)方向とし、ウェハ面内でその法線方向をy軸(もし
くはx軸)方向とし、かつ、ウェハの最外周を3点以上
測定して(ただし、オリフラの部分は避ける)、これを
円あるいは楕円の方程式に当てはめることで、ウェハの
中心位置を求め、(0、0)として定義する方法が採用
されている。
Therefore, the coordinates of the xy stage of an analyzer such as a particle inspection device and a scanning probe microscope were examined. As a result, it was found that the coordinates of the xy stage employed in most of the devices were in an xy coordinate system. In addition, how to determine the coordinate axes and the origin position of each device with respect to the wafer to be measured is
(1) The flat line direction of the orientation flat of the wafer is the x-axis (or y-axis) direction, the normal direction in the wafer plane is the y-axis (or x-axis) direction, and the outermost periphery of the wafer is y A method in which the intersection with the axis is defined as (0, y) and the intersection with the x axis is defined as (x, 0), or (2) the flat line direction of the orientation flat of the wafer is defined as the x axis (or y).
Axis), the normal direction in the wafer plane is the y-axis (or x-axis) direction, and the outermost circumference of the wafer is measured at three or more points (however, the orientation flat portion is avoided), and this is circled. Alternatively, a method of finding the center position of the wafer by applying the equation to an elliptic equation and defining it as (0, 0) is adopted.

【0019】しかし、これらの方法では、各ウェハがも
つオリフラ部やウェハの最外周部の表面精度あるいは微
妙な大きさの違い、またはウェハの試料台上でのセッテ
ィングの加減あるいは微妙なウェハのそりなどによっ
て、どうしても座標軸および原点位置あるいは中心位置
が、各ウェハごとあるいはセッティングごとにずれを生
じ、その結果としてこの方法を採用した装置間(パーテ
ィクル検査装置と走査型プローブ顕微鏡などの分析装置
間)では、どうしても個々のウェハに対する座標軸およ
び原点位置にずれが生じる。そこで前記理由により発生
するずれ量について、格子状のパターンを刻んだウェハ
複数枚を用いて、種々の装置について調査したところ、
精度のいい装置間(日立電子エンジニアリング(株)
製、パーティクル検査装置、商品名;IS−2000と
(株)日立製作所製、測長SEM、商品名;S−700
0)でさえ、x−y座標表示において、原点位置あるい
は中心位置およびその中に定義できる任意の点に対し概
ね(±100μm、±100μm)のずれ量をもつこと
が判明した。そのため、パーティクル検査装置で検出さ
れるウェハ上の任意の位置にある微小異物について、走
査型プローブ顕微鏡などの分析装置を用いて観察あるい
は分析し、評価しようとするばあい、少なくとも、パー
ティクル検査装置で検出される微小異物の存在すると考
えられる位置を中心として、(±100μm、±100
μm)以上の範囲を網羅した範囲(200μm×200
μm=40000μm2)において、走査型プローブ顕
微鏡などの分析装置を用いて観察し、その微小異物の位
置を確認したのちに、その部分を拡大するなどの何らか
の方法により、当初の目的であるその微小異物を観察
し、あるいは分析することが必要となる。そのため、か
なりの時間を要することになる。
However, in these methods, there is a difference in the surface accuracy or delicate size of the orientation flat portion or the outermost peripheral portion of each wafer, or the adjustment of the setting of the wafer on the sample table or the delicate warpage of the wafer. Inevitably, the coordinate axis and the origin position or center position are shifted for each wafer or for each setting, and as a result, between the apparatuses employing this method (between the particle inspection apparatus and the analysis apparatus such as the scanning probe microscope). Inevitably, the coordinate axes and the origin positions of the individual wafers are shifted. Therefore, for the amount of deviation generated for the above-described reason, when a plurality of wafers in which a grid-like pattern was cut were used to investigate various devices,
High-precision equipment (Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd.)
, Particle inspection device, trade name; IS-2000 and Hitachi, Ltd., measuring SEM, trade name; S-700
Even in the case of (0), it has been found that in the xy coordinate display, there is a deviation amount of approximately (± 100 μm, ± 100 μm) with respect to the origin position or the center position and any point that can be defined therein. Therefore, when observing or analyzing micro foreign matter at an arbitrary position on the wafer detected by the particle inspection device using an analysis device such as a scanning probe microscope, and evaluating it, at least using the particle inspection device. Centering on the position where the minute foreign matter to be detected is present (± 100 μm, ± 100
μm) or more (200 μm × 200)
μm = 40000 μm 2 ), by observing using an analyzer such as a scanning probe microscope, confirming the position of the minute foreign matter, and then expanding the portion by any method such as enlarging the minute foreign matter. It is necessary to observe or analyze foreign matter. Therefore, it takes considerable time.

【0020】いま、この領域の大きさが微小異物に対し
てどのような大きさであるかの理解を試みる。現在、比
較的高い分解能をもつと考えられる100万画素のCC
Dカメラでこの40000μm2(200μm×200
μm)の範囲を観察したと仮定して、そのCCDカメラ
の1画素が占める検出範囲(面積)を計算し、検出が可
能であると考えられる最小微小異物の大きさについて考
察する。前記の条件下において1画素の占める検出範囲
は、計算から0.04μm2(4万μm2÷100万=
0.2μm×0.2μm)と求まる。一方、1画素に満
たない大きさの物の識別は困難であるから、微小異物の
検出限界は0.04μm2(0.2μm×0.2μm)
となる。すなわち、投影面積が0.04μm2以下の大
きさ(直径約0.2μm)の微小異物を直接100万画
素のCCDカメラを用い検出することは、困難であり、
その位置を特定することは不可能に近いと思われる。
Now, an attempt will be made to understand what the size of this area is for a small foreign matter. Currently, 1 million pixel CC which is considered to have relatively high resolution
This 40000 μm 2 (200 μm × 200
Assuming that the range of [mu] m) has been observed, the detection range (area) occupied by one pixel of the CCD camera is calculated, and the size of the smallest minute foreign matter that can be detected is considered. Detection range occupied by one pixel in the conditions of said, 0.04μm 2 (4 million in [mu] m 2 ÷ 100 million to calculate =
0.2 μm × 0.2 μm). On the other hand, since it is difficult to identify an object having a size smaller than one pixel, the detection limit of a minute foreign substance is 0.04 μm 2 (0.2 μm × 0.2 μm).
Becomes That is, it is difficult to directly detect a minute foreign matter having a projected area of 0.04 μm 2 or less (diameter of about 0.2 μm) using a CCD camera having 1 million pixels.
It seems almost impossible to determine its location.

【0021】このことから、従来、パーティクル検査装
置で検出される直径約0.2μm以下の微小異物につい
て、パーティクル検査装置のもつ座標をもとにして、走
査型プローブ顕微鏡などの分析装置のもつ座標とリンク
させることにより、その微小異物の位置を特定して、直
接微小異物を観察あるいは評価することが困難であった
ことも理解できるように思われる。
From the above, it is known that, for a minute foreign matter having a diameter of about 0.2 μm or less conventionally detected by a particle inspection apparatus, the coordinates of an analysis apparatus such as a scanning probe microscope are used based on the coordinates of the particle inspection apparatus. It seems to be understood that it is difficult to identify the position of the minute foreign matter and directly observe or evaluate the minute foreign matter by linking with.

【0022】本発明はかかる問題を解消するためになさ
れたものであり、試料表面の微小な異物の存在する位置
を簡単に見つけ出す微小異物の検出方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for detecting a minute foreign matter that can easily find a position where a minute foreign matter exists on a sample surface.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の微小異物の検出
方法は、試料表面に微小異物検出用のビーム光を照射
し、該微小異物による前記ビーム光の変化を観察するこ
とにより前記試料の微小異物のx−y面内の存在位置を
検出することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for detecting minute foreign matter, which comprises irradiating a sample surface with a light beam for detecting minute foreign matter, and observing a change in the light beam caused by the minute foreign matter. It is characterized by detecting the position of the minute foreign matter in the xy plane.

【0024】前記ビーム光としてレーザ光を使用するこ
とが、光の指向性が強く異物によるビーム光の変化であ
るコントラスト比を高めることができ、異物を確実に観
察でき、異物の位置を正確に特定化できるため好まし
い。
The use of a laser beam as the beam light can enhance the directivity of the light, increase the contrast ratio, which is the change in the beam light due to the foreign matter, ensure that the foreign matter is observed, and accurately determine the position of the foreign matter. It is preferable because it can be specified.

【0025】前記ビーム光の変化を観察するには前記ビ
ーム光の暗視野部から前記ビーム光の乱反射光を検出す
ることにより、または前記ビーム光の明視野部から前記
ビーム光の暗部を検出することにより行える。
In order to observe the change in the light beam, irregularly reflected light of the light beam is detected from a dark field portion of the light beam, or a dark portion of the light beam is detected from a bright field portion of the light beam. It can be done by doing.

【0026】また、前記ビーム光の変化の観察は前記試
料表面の前記ビーム光スポットに顕微鏡の焦点を合わ
せ、または前記ビーム光のスポットに受光素子を対向せ
しめることにより行うことが、微小異物を簡単にしかも
確実に検出することができて好ましい。
The observation of the change of the light beam can be performed by focusing a microscope on the light beam spot on the surface of the sample or by making a light receiving element face the light beam spot. In addition, the detection can be performed reliably.

【0027】本発明によれば、試料表面に照射される異
物検出用ビーム光の試料表面での変化を暗視野部または
明視野部から検出することにより、微小異物の存在位置
を検出している。たとえば、暗視野部からビーム光のス
ポットを観察しながら試料をx−y面内で移動すると、
該照射位置に異物が存在しないとき、ビーム光はすべて
正反射され、暗視野部から乱反射光が観察されることは
ない。一方、異物が存在するとき、ビーム光はその大き
さに依存した形で乱反射されるため、暗視野部から乱反
射光が観察されることになる。このばあい、たとえ異物
の大きさが試料表面のビーム光のあたるスポット部の大
きさよりかなり小さくても、同様に観察が可能である。
そのため必ずしもビーム光を異物の大きさと同等の大き
さまで絞り込む必要はない。また、ビーム光の当たるス
ポット部を大きくすることにより、異物の存在の有無を
判断できる試料上の評価面積を大きくすることができ
る。その結果、サブミクロンに限らず、サブサブミクロ
ンまたはそれ以下の数nm程度の微小異物の存在位置
(x1、y1)をも容易に検出することができる。
According to the present invention, the existence position of the minute foreign matter is detected by detecting the change of the foreign matter detection beam light applied to the sample surface on the sample surface from the dark field portion or the bright field portion. . For example, when the sample is moved in the xy plane while observing the beam spot from the dark field part,
When there is no foreign matter at the irradiation position, all the light beams are regularly reflected, and no irregularly reflected light is observed from the dark field portion. On the other hand, when a foreign substance is present, the beam light is irregularly reflected in a form depending on its size, so that irregularly reflected light is observed from the dark field portion. In this case, even if the size of the foreign matter is considerably smaller than the size of the spot portion of the sample surface where the beam light is applied, observation can be similarly performed.
Therefore, it is not always necessary to narrow the light beam to a size equivalent to the size of the foreign matter. In addition, by increasing the size of the spot to which the light beam is applied, it is possible to increase the evaluation area on the sample from which the presence or absence of a foreign substance can be determined. As a result, it is possible to easily detect not only the submicron, but also the position (x 1 , y 1 ) of a sub-micron or a small foreign substance of several nm or less.

【0028】また、試料表面から反射されるビーム光を
明視野部から検出するばあい、たとえば、照射位置に異
物が存在しなければ、ビーム光はすべて正反射され、明
視野部からスポット部内部に暗部は観察されない。一
方、異物が存在するとき、照射される光は、微小異物な
どの表面形状に依存した形で乱反射する。そのためその
光の光軸は歪められ、それ以外の鏡面状の試料表面から
の正反射光の光軸とは、大きくはずれる。このように微
小異物などが正反射を阻害した部分が暗部となり、前述
のようなサブサブミクロン程度の微小異物でも容易にそ
の存在位置が検出される。なお、明視野部から観察され
る前記スポット部内部の暗部の位置と微小異物などが存
在する位置は一致する。その結果試料表面から反射され
るビーム光を明視野部から検出することにより、微小異
物の存在位置(x1、y1)を容易に検出することができ
る。
When the light beam reflected from the sample surface is detected from the bright field portion, for example, if no foreign matter is present at the irradiation position, all the light beams are regularly reflected, and the light field is reflected from the bright field portion to the inside of the spot portion. No dark area is observed. On the other hand, when foreign matter is present, the irradiated light is irregularly reflected in a form depending on the surface shape of the minute foreign matter or the like. Therefore, the optical axis of the light is distorted, and largely deviates from the optical axis of the specularly reflected light from the other mirror-like sample surface. As described above, the portion where the minute foreign matter or the like obstructs the regular reflection becomes a dark portion, and the position of the minute foreign matter of the sub-submicron level can be easily detected. The position of the dark portion inside the spot portion observed from the bright field portion coincides with the position where the minute foreign matter or the like exists. As a result, the position (x 1 , y 1 ) of the minute foreign matter can be easily detected by detecting the light beam reflected from the sample surface from the bright field portion.

【0029】また、本発明によれば、走査型プローブ顕
微鏡などの分析装置とともにパーティクル検査装置を用
いるばあい、これらの各々の装置のもつ座標を大まかに
リンクさせたときに生ずるずれを網羅する試料表面上の
範囲において、微小異物の検出を行い、分析装置のもつ
座標にその存在位置を(x1、y1)として新たに登録す
るものである。そのため、パーティクル検査装置と分析
装置の座標のずれが大きくても、容易に微小異物の位置
を精度よく検出できる。たとえば、そのずれがたとえ数
千μmであったとしても、5倍程度の対物レンズを用い
ることで、パーティクル検査装置で検出された微小異物
の位置を顕微鏡の視野内に網羅できる。本発明において
は、スポット照射したビーム光の変化を観察することに
より微小異物を検出してその異物の位置を決めるため、
対象となる微小異物がパーティクル検査装置で検出でき
ないような微小異物に対しても、分析装置の座標上にお
いて存在を検出し、その位置を定めることができる。
Further, according to the present invention, when a particle inspection apparatus is used together with an analysis apparatus such as a scanning probe microscope, a sample covering a shift generated when the coordinates of each of these apparatuses is roughly linked is provided. In the range on the surface, a minute foreign substance is detected, and its existing position is newly registered as (x 1 , y 1 ) in the coordinates of the analyzer. Therefore, even if the deviation between the coordinates of the particle inspection apparatus and the analysis apparatus is large, the position of the minute foreign matter can be easily detected with high accuracy. For example, even if the deviation is several thousand μm, the position of the minute foreign matter detected by the particle inspection apparatus can be covered within the field of view of the microscope by using an objective lens of about 5 times. In the present invention, in order to detect the minute foreign matter by observing the change of the light beam irradiated with the spot and determine the position of the foreign matter,
The presence of the minute foreign matter, which cannot be detected by the particle inspection apparatus, on the coordinates of the analyzer can be detected and its position can be determined.

【0030】前述の微小異物の存在位置が走査型プロー
ブ顕微鏡の探針の位置と一致するように、前記試料また
は前記探針を移動させることにより、容易に位置合わせ
をすることができ、微小異物の3次元像を測定でき、検
査できる。たとえば試料表面のビーム光照射位置近傍に
走査型プローブ顕微鏡の探針を近づけると、探針にビー
ム光が照射され、探針部でビーム光の乱反射光または暗
部が生じるため、暗視野部または明視野部からこの乱反
射光または暗部を観察することにより、容易に探針の先
端の位置(x0、y0)を設定することができる。たとえ
探針の先端にビーム光があたらなくても、探針の幾何学
的構造が既知であることにより、探針の先端の位置は容
易にわかる。そのため探針の先端上の位置(x0、y0
を設定することができる。
By moving the sample or the probe so that the position of the minute foreign matter coincides with the position of the probe of the scanning probe microscope, the position can be easily adjusted. Can be measured and inspected. For example, when the probe of the scanning probe microscope is brought close to the beam light irradiation position on the sample surface, the probe is irradiated with the beam light, and irregular light reflection or dark portion of the beam light is generated at the probe portion. By observing the irregularly reflected light or the dark part from the field of view, the position (x 0 , y 0 ) of the tip of the probe can be easily set. Even if the light beam does not strike the tip of the probe, the position of the tip of the probe can be easily known because the geometric structure of the probe is known. Therefore, the position (x 0 , y 0 ) on the tip of the probe
Can be set.

【0031】つぎに走査型プローブ顕微鏡の探針の位置
(x0、y0)に、ビーム光の暗視野部からの観察により
検出した微小異物の存在位置(x1、y1)を(x1
0、y1−y0)だけ相対的に移動するように試料また
は走査型プローブ顕微鏡の探針を移動させることによ
り、微小異物の位置を試料観察位置に容易に合わせるこ
とができる。これによって走査型プローブ顕微鏡の探針
を異物に直接、接触させることができるため、走査型プ
ローブ顕微鏡を用いて、微小異物の3次元像を容易に検
査することができる。
Next, at the probe position (x 0 , y 0 ) of the scanning probe microscope, the existence position (x 1 , y 1 ) of the minute foreign matter detected by observing the light beam from the dark field portion is represented by (x 1
By moving the sample or the probe of the scanning probe microscope so as to relatively move by x 0 , y 1 -y 0 ), the position of the minute foreign matter can be easily adjusted to the sample observation position. Thus, the probe of the scanning probe microscope can be brought into direct contact with the foreign matter, so that a three-dimensional image of the minute foreign matter can be easily inspected using the scanning probe microscope.

【0032】なお、前述の暗視野部または明視野部から
の乱反射光または暗部の検出は、顕微鏡または受光素子
を暗視野部または明視野部側に配設し、しかも顕微鏡の
焦点を、ビーム光の試料表面でのスポット部に位置合わ
せするか、または受光素子を試料表面でのビーム光のス
ポット部に対向させることにより、簡単に、しかも確実
に検出することができる。
In the above-described detection of the irregularly reflected light or dark portion from the dark field portion or the bright field portion, the microscope or the light receiving element is arranged on the dark field portion or the bright field portion side, and the focus of the microscope is changed to the beam light. Alignment with the spot portion on the sample surface or by making the light receiving element face the spot portion of the light beam on the sample surface allows easy and reliable detection.

【0033】本発明においては、半導体素子または液晶
表示素子の各製造工程ごとまたはいずれかの工程で、抜
取りによりまたは全数について前記微小異物の検出方法
を応用した検査方法により半導体ウェハまたは絶縁性透
明基板などの表面を検査するため、そのプロセスにフィ
ードバックすることにより改善したり、不良品を排除す
ることができ、歩留りを向上できるとともに信頼性が向
上する。
In the present invention, a semiconductor wafer or an insulative transparent substrate may be removed at every manufacturing step of a semiconductor element or a liquid crystal display element or by an inspection method to which the above-mentioned method for detecting minute foreign matter is applied to all or all of the semiconductor elements or liquid crystal display elements. Inspection of a surface such as the one described above can be improved by feeding back to the process, and defective products can be eliminated, thereby improving the yield and improving the reliability.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

[実施例1]図1は本発明の微小異物の検出方法の一実
施例において用いられる走査型プローブ顕微鏡の一例で
ある原子間力顕微鏡の基本構成を示す説明図である。図
1において13は平面状の試料表面に存在する異物11
を検出するための異物検出用ビーム光8を照射するため
に設けられたArレーザである。12は試料2を載せた
xyz微動素子アクチュエータ7をx−y面内で移動す
るために設けられたx−yアクチュエータである。カン
チレバー3は、これをx−y面内で移動するために設け
られた第2のx−yアクチュエータ15にAFM制御系
17を介して接続されている。なお、図中、図12と同
一の符号は、同一または相当部分を示す。
[Embodiment 1] FIG. 1 is an explanatory view showing the basic configuration of an atomic force microscope which is an example of a scanning probe microscope used in an embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 13 denotes a foreign substance 11 existing on a planar sample surface.
Is an Ar laser provided for irradiating a foreign matter detection beam light 8 for detecting the laser beam. Reference numeral 12 denotes an xy actuator provided to move the xyz fine-movement element actuator 7 on which the sample 2 is mounted in the xy plane. The cantilever 3 is connected via an AFM control system 17 to a second xy actuator 15 provided for moving the cantilever 3 in the xy plane. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 12 indicate the same or corresponding parts.

【0035】図1(a)に示されるように、鏡面研磨さ
れた試料2(三菱マテリアルシリコン(株)製CZ(面
方位;100)シリコンウェハ)で、日立電子エンジニ
アリング(株)製表面検査装置IS−2000を用い、
異物のおおよその存在位置を観測した試料)の表面にA
rレーザ13を用い異物検出用ビーム光8を照射する。
つぎにxyz微動素子アクチュエータ7を駆動して探針
1を試料2の表面近傍まで下げるとともに第2のx−y
アクチュエータ15をx−y面内で操作し、異物検出用
ビーム光8を探針1の最先端近傍におおよそ照射し、A
rレーザ13側の暗視野部から顕微鏡16またはフォト
ダイオード、フォトトランジスタなどのビーム光の変化
検出器で反射光を観察しながらArレーザ13と探針1
の位置関係を調整する。このときの第2のx−yアクチ
ュエータ15の示す座標を(x0、y0)とする。なお、
顕微鏡16の焦点位置は、試料2上の異物検出用ビーム
光8が反射する位置に調整してある。また、顕微鏡の代
りにフォトダイオードなどの受光素子を使用するばあい
は、受光素子が試料2上の異物検出用ビーム光8が反射
する位置に対向するように配設されている。
As shown in FIG. 1A, a mirror-polished sample 2 (CZ (plane orientation: 100) silicon wafer manufactured by Mitsubishi Materials Silicon Corp.) was used for a surface inspection apparatus manufactured by Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Using IS-2000,
A sample on the surface of the sample)
Irradiation of the foreign matter detection light beam 8 is performed using the r laser 13.
Next, the probe 1 is lowered to near the surface of the sample 2 by driving the xyz fine-movement element actuator 7 and the second xy
The actuator 15 is operated in the xy plane to irradiate the foreign matter detection beam light 8 to the vicinity of the tip of the probe 1 approximately.
The Ar laser 13 and the probe 1 are observed while observing the reflected light from the dark field portion on the r laser 13 side with a microscope 16 or a light beam change detector such as a photodiode or a phototransistor.
Adjust the positional relationship of. The coordinates indicated by the second xy actuator 15 at this time are (x 0 , y 0 ). In addition,
The focal position of the microscope 16 is adjusted to a position where the foreign matter detection light beam 8 on the sample 2 is reflected. When a light receiving element such as a photodiode is used instead of a microscope, the light receiving element is disposed so as to face a position on the sample 2 where the foreign matter detection beam light 8 is reflected.

【0036】つぎに、試料2の表面において、観察した
い異物11があると思われる位置(前述のあらかじめ観
察しておいた位置)の近傍に異物検出用ビーム光8を照
射する。図2は異物検出用ビーム光8を試料表面に照射
したときのビーム光照射位置と、そこに存在する異物1
1の示す乱反射光10を顕微鏡16を用いて暗視野部か
ら観察したときの模式図である。図2に示す観察系は暗
視野部に設置した顕微鏡16の観察視野範囲Aが、試料
2上に照射される異物検出用ビーム光8の有する試料2
上のスポット径Bを覆う形で記してある。図2に示すよ
うに、スポット径Bの内部に在る異物11のその存在位
置は、試料2上において乱反射光10の発生があるた
め、顕微鏡16による乱反射光10の観察によって特定
できる。一方、同じスポット径の内部でも、異物11の
存在しない部分は、検出用ビーム光8のビームは完全に
正反射するため、暗視野部に設置した顕微鏡16でなに
も観察できない。これらのことから、異物よりはるかに
大きいスポット径Bを有する異物検出用ビーム光8を用
いても、暗視野部に設置した顕微鏡16から異物11に
よる乱反射光10を観察することができ、その結果スポ
ット径内にある位置特定を容易に高精度で行える。
Next, on the surface of the sample 2, a foreign matter detection beam light 8 is applied to the vicinity of a position where the foreign matter 11 to be observed is considered to be present (the previously observed position). FIG. 2 shows a beam irradiation position when the sample surface is irradiated with the foreign matter detection light beam 8 and the foreign matter 1 existing there.
FIG. 2 is a schematic diagram when the irregularly reflected light 10 shown in FIG. 1 is observed from a dark field using a microscope 16. In the observation system shown in FIG. 2, the observation field range A of the microscope 16 installed in the dark field portion is such that the foreign matter detection beam light 8 irradiated onto the sample 2
It is shown in a form that covers the upper spot diameter B. As shown in FIG. 2, the presence position of the foreign matter 11 inside the spot diameter B can be specified by observing the irregularly reflected light 10 with the microscope 16 because the irregularly reflected light 10 is generated on the sample 2. On the other hand, even within the same spot diameter, the portion where the foreign matter 11 does not exist cannot be observed with the microscope 16 installed in the dark field part because the beam of the detection light beam 8 is completely regularly reflected. From these facts, even if the foreign matter detection beam light 8 having a spot diameter B much larger than the foreign matter is used, the irregularly reflected light 10 due to the foreign matter 11 can be observed from the microscope 16 installed in the dark field part. The position within the spot diameter can be easily specified with high accuracy.

【0037】なお、たとえ使用する光の波長より短い長
さの異物に対しても、乱反射は生ずるため、その異物の
存在する位置は、少なくとも用いた光の波長の長さの1
/2の範囲で正確に特定することができる。そのため、
対象とする異物の大きさは、サブミクロンに限らず、サ
ブサブミクロンまたはそれ以下の数nm程度の大きさま
で検出することができる。その結果、大きな試料内の非
常に小さな異物でも容易にその異物の存在位置を用いた
光の波長の1/2の長さの測定精度で正確に特定するこ
とができ、効率的に検査をすることができる。
Note that, even if a foreign substance having a length shorter than the wavelength of the light to be used is irregularly reflected, the position where the foreign substance exists is at least one of the wavelength length of the used light.
/ 2 can be accurately specified. for that reason,
The size of the target foreign matter is not limited to submicron, but can be detected to sub-submicron or a size of several nm or less. As a result, even a very small foreign substance in a large sample can be easily and accurately specified with a measurement accuracy of a half length of the wavelength of light using the existence position of the foreign substance, and an efficient inspection is performed. be able to.

【0038】つぎにx−yアクチュエータ12をx−y
面内で操作しながら、試料2の表面を同様に暗視野部か
ら観察する。光路上に異物11があればx−yアクチュ
エータ12の座標(x1、y1)において乱反射光10が
観察される(図1(b)、図2参照)。
Next, the xy actuator 12 is moved to the xy
While operating in the plane, the surface of the sample 2 is similarly observed from the dark field part. If there is a foreign substance 11 on the optical path, the irregularly reflected light 10 is observed at the coordinates (x 1 , y 1 ) of the xy actuator 12 (see FIGS. 1B and 2).

【0039】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(x1−x0、y1
0)だけ移動(すなわち微小異物11を試料観察位置
に移動)させ、xyz微動素子アクチュエータ7を調整
することにより、試料表面に探針を10-9N程度の原子
間力(斥力)が加わるように接触させ、たとえばレーザ
光源5からの反射光を受光素子6により観測することに
より、原子間力顕微鏡による測定を行う。
Therefore, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is changed to (x 1 −x 0 , y 1
y 0 ) (that is, the minute foreign matter 11 is moved to the sample observation position) and the xyz fine movement element actuator 7 is adjusted, whereby an atomic force (repulsive force) of about 10 −9 N is applied to the probe surface on the sample surface. Thus, the measurement is performed by the atomic force microscope by observing the reflected light from the laser light source 5 with the light receiving element 6, for example.

【0040】このようにすることによって、(x1
1)において観察された異物11の3次元形状を原子
間力顕微鏡により測定することができる。図3に測定結
果の一例を示す。図3は半導体ウェハの表面のファセッ
トからなる窪みの例で、(a)は平面図、(b)、
(c)はそれぞれ(a)のb−b線、c−c線に沿って
観察した異物の深さプロファイルである。図3(a)〜
(c)から異物11はシリコンウェハ表面に存在するb
−b線方向に約1400nm、c−c線方向に約560
nm、最大の深さ約300nmの窪みであることがわか
る。
By doing so, (x 1 ,
The three-dimensional shape of the foreign substance 11 observed in y 1 ) can be measured with an atomic force microscope. FIG. 3 shows an example of the measurement result. FIGS. 3A and 3B show examples of depressions made of facets on the surface of a semiconductor wafer. FIG. 3A is a plan view, FIG.
(C) is the depth profile of the foreign substance observed along the bb line and the cc line of (a), respectively. FIG.
From (c), the foreign substance 11 exists on the silicon wafer surface b
About 1400 nm in the b-line direction and about 560 in the cc-line direction
It can be seen that the pit has a maximum depth of about 300 nm.

【0041】なお、本実施例では異物検出用ビーム光の
光源として、Arレーザを用いたが、レーザ光は指向性
の強いビーム光がえられるため、ビームスポット径のコ
ントラストを明瞭にすることができ、小さな異物でも正
確にその位置を検出することができて好ましい。しか
し、異物検出用ビーム光の光源としてはArレーザに限
定されるものではなく、半導体レーザなどの他のレーザ
光、または赤外線光、白色光、可視光、紫外線光を光学
レンズなどでビーム状に絞った光で、ビーム光がえられ
るものであれば、いかなる光源であってもよい。以下の
実施例においても異物検出用ビーム光源としてArレー
ザを用いた例で説明するが、同様にこれに限定されな
い。なお、フォトダイオードのばあいは、CCD画像素
子のように配列することにより、観察することができ
る。
In this embodiment, an Ar laser is used as the light source of the foreign matter detection beam light. However, since the laser light can be obtained as a highly directional beam light, the contrast of the beam spot diameter can be made clear. It is possible to accurately detect the position of even a small foreign matter, which is preferable. However, the light source of the foreign matter detection beam light is not limited to the Ar laser, and other laser light such as a semiconductor laser, or infrared light, white light, visible light, or ultraviolet light is formed into a beam by an optical lens or the like. Any light source may be used as long as it is a focused light and a beam light can be obtained. In the following embodiments, an example in which an Ar laser is used as a foreign matter detection beam light source will be described, but the present invention is not limited to this. In the case of a photodiode, it can be observed by arranging it like a CCD image element.

【0042】[実施例2]図4は本発明の微小異物の検
出方法の他の実施例を説明するための走査型プローブ顕
微鏡として原子間力顕微鏡を用いた他の実施例の説明図
である。
[Embodiment 2] FIG. 4 is an explanatory view of another embodiment using an atomic force microscope as a scanning probe microscope for explaining another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention. .

【0043】本実施例では異物検出用ビーム光の異物に
よる変化や探針1の先端による変化をArレーザ13の
ビーム光の明視野部から顕微鏡20により観測すること
により、異物の位置を検出したり、異物と探針の位置関
係を調整するものである。他の部分は実施例1と同じで
あり、図4において図1と同じ部分には同じ符号を付し
てある。また、試料2や試料2と探針1の位置合わせな
どは実施例1と同じ条件により行った。
In this embodiment, the position of the foreign matter is detected by observing the change of the foreign matter detection beam light due to the foreign matter and the change due to the tip of the probe 1 from the bright field portion of the beam light of the Ar laser 13 with the microscope 20. Or to adjust the positional relationship between the foreign matter and the probe. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals in FIG. 4 denote the same parts as in FIG. Further, the alignment of the sample 2 and the sample 2 with the probe 1 and the like were performed under the same conditions as in Example 1.

【0044】本実施例のビーム光の明視野部からビーム
光の変化を検出する方法について説明する。試料2の表
面に照射される異物検出用ビーム光8のスポット部18
内に異物が存在しなければ、異物検出用ビーム光8は試
料2の表面において正反射されるため、正反射される反
射ビーム光9を観察する明視野部からの顕微鏡20によ
る観察においては、スポット部18内全面が明るく、暗
部を観察することはできない。一方、スポット部18内
に異物が存在するときは、異物に向かったビーム光8は
異物により正反射が妨げられる。そのため、明視野部か
ら反射ビーム光9を観察すると異物部分に暗部19が観
察される(図4(b)参照)。そのため、暗部19が観
察された位置の座標(x1、y1)を知ることができ、実
施例1と同様にx−yアクチュエータ12または第2の
x−yアクチュエータ15を(x1−x0、y1−y0)だ
け移動させ、探針1の位置と異物の位置合わせをし、異
物11の3次元形状を原子間力顕微鏡により測定するこ
とができる。なお本実施例では反射ビーム光9の観察を
顕微鏡20で行ったが、ビーム光の変化を検出できるも
のであればよく、フォトダイオードやフォトトランジス
タなどの受光素子をスポット部に対向させたビーム光の
変化を検出するビーム光の変化検出器であればよい。な
お、フォトダイオードなどのばあいはCCD画像素子の
ように配列することにより、暗部での観察をすることが
できる。
A method of detecting a change in the light beam from the bright field portion of the light beam according to the present embodiment will be described. Spot portion 18 of foreign matter detection light beam 8 irradiated on the surface of sample 2
If no foreign matter is present in the sample, the foreign matter detection beam light 8 is specularly reflected on the surface of the sample 2. Therefore, in the observation by the microscope 20 from the bright field part where the specularly reflected light beam 9 is observed, The entire surface inside the spot portion 18 is bright, and a dark portion cannot be observed. On the other hand, when a foreign substance is present in the spot portion 18, regular reflection of the beam light 8 directed to the foreign substance is prevented by the foreign substance. Therefore, when the reflected light beam 9 is observed from the bright field portion, the dark portion 19 is observed in the foreign material portion (see FIG. 4B). Therefore, the coordinates (x 1 , y 1 ) of the position where the dark portion 19 is observed can be known, and the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is set to (x 1 -x 0 , y 1 −y 0 ), align the position of the probe 1 with the foreign matter, and measure the three-dimensional shape of the foreign matter 11 with an atomic force microscope. In this embodiment, the reflected light beam 9 is observed with the microscope 20. However, any device capable of detecting a change in the light beam may be used. The light beam having a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor opposed to the spot portion may be used. Any change detector may be used as long as it detects a change in light beam. In the case of a photodiode or the like, by arranging it like a CCD image element, it is possible to observe in a dark part.

【0045】[実施例3]図5は本発明の微小異物の検
出方法の他の実施例において用いられる走査型プローブ
顕微鏡の他の例である走査型トンネル顕微鏡の基本構成
を示す説明図である。図5において13は試料表面に異
物11を検出するための異物検出用ビーム光8を照射す
るために設けられたArレーザである。12は試料2を
x−y面内で走査するために設けられたx−yアクチュ
エータである。なお、金属製探針21はこれをx−y面
内で移動するために設けられた第2のx−yアクチュエ
ータ15にSTM制御系28を介して接続されている。
図中、図1もしくは図12、13において用いられた符
号と同一の符号は、同一または相当部分を示す。
[Embodiment 3] FIG. 5 is an explanatory view showing a basic configuration of a scanning tunnel microscope which is another example of the scanning probe microscope used in another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention. . In FIG. 5, reference numeral 13 denotes an Ar laser provided to irradiate a foreign matter detection beam light 8 for detecting the foreign matter 11 on the sample surface. Reference numeral 12 denotes an xy actuator provided to scan the sample 2 in the xy plane. The metal probe 21 is connected via an STM control system 28 to a second xy actuator 15 provided for moving the metal probe 21 in the xy plane.
In the figure, the same reference numerals as those used in FIG. 1 or FIGS. 12 and 13 indicate the same or corresponding parts.

【0046】図5(a)に示されるように、実施例1と
同じ三菱マテリアルシリコン(株)製CZ(面方位;1
00)シリコンウェハからなる鏡面研磨された試料2の
表面にArレーザ13を用いて異物検出用ビーム光8を
照射する。つぎにxyz微動素子アクチュエータ27を
駆動して金属製探針21を試料2の表面近傍まで下げる
とともに第2のx−yアクチュエータ15をx−y面内
で操作することにより、異物検出用ビーム光8が金属製
探針21の最先端近傍におおよそ照射されるように暗視
野部から顕微鏡16またはフォトダイオードなどのビー
ム光変化検出器により反射光を観察しながら調整する。
このときの第2のx−yアクチュエータ15の示す座標
は(x3、y3)である。なお、顕微鏡16の焦点位置
は、試料2の表面上で異物検出用ビーム光8が反射する
位置に調整してある。また顕微鏡に代えてフォトダイオ
ードを使用するばあいは、試料2上の異物検出用ビーム
光8が反射する位置にフォトダイオードが対向するよう
に配設されている。
As shown in FIG. 5A, the same CZ (plane orientation; 1
00) The surface of the mirror-polished sample 2 made of a silicon wafer is irradiated with foreign matter detection beam light 8 using an Ar laser 13. Next, the xyz micro-movement element actuator 27 is driven to lower the metal probe 21 to near the surface of the sample 2 and the second xy actuator 15 is operated in the xy plane, whereby the foreign matter detection beam light is emitted. Adjustment is made while observing the reflected light from the dark field portion by the microscope 16 or a light beam change detector such as a photodiode so that the light 8 is irradiated to the vicinity of the tip of the metal probe 21 approximately.
The coordinates indicated by the second xy actuator 15 at this time are (x 3 , y 3 ). The focal position of the microscope 16 is adjusted to a position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected on the surface of the sample 2. When a photodiode is used in place of the microscope, the photodiode is arranged so as to face the position on the sample 2 where the foreign matter detection light beam 8 is reflected.

【0047】つぎに試料2の表面において、観察したい
異物11のあると思われる位置近傍に異物検出用ビーム
光8を照射する。このとき光路上に異物11がなけれ
ば、異物検出用ビーム光8は試料2の表面において正反
射されるため、暗視野部からの反射レーザ光9の観察は
できない。つぎにx−yアクチュエータ12をx−y方
向に操作しながら、試料2の表面を実施例1と同様に暗
視野部から観察する。光路内に異物11があればx−y
アクチュエータ12の座標(x4、y4)において乱反射
光10が観察される(図5(b)参照)。
Next, a foreign matter detection light beam 8 is irradiated on the surface of the sample 2 near a position where the foreign matter 11 to be observed is considered to be. At this time, if there is no foreign matter 11 on the optical path, the foreign matter detection beam light 8 is specularly reflected on the surface of the sample 2, so that the reflected laser light 9 from the dark field part cannot be observed. Next, while operating the xy actuator 12 in the xy directions, the surface of the sample 2 is observed from the dark field portion as in the first embodiment. If there is a foreign substance 11 in the optical path, xy
The irregularly reflected light 10 is observed at the coordinates (x 4 , y 4 ) of the actuator 12 (see FIG. 5B).

【0048】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(x4−x3、y4
3)だけ移動(すなわち、微小異物11の位置を試料
観察位置に移動)させ、そののち、xyz微動素子アク
チュエータ27を調整することにより、試料表面に金属
製探針21を接触させて走査型トンネル顕微鏡による測
定を行う。
Therefore, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is changed to (x 4 −x 3 , y 4
y 3 ) (that is, the position of the minute foreign matter 11 is moved to the sample observation position), and then the xyz micro-movement element actuator 27 is adjusted so that the metal probe 21 is brought into contact with the surface of the sample to obtain a scanning type. The measurement is performed using a tunnel microscope.

【0049】このようにすることによって、(x4
4)において観察された異物11は、実施例1の結果
と同様の3次元測定の結果がえられた。
By doing so, (x 4 ,
As for the foreign substance 11 observed in y 4 ), the result of the three-dimensional measurement similar to the result of Example 1 was obtained.

【0050】[実施例4]図6は本発明の微小異物の検
出方法の他の実施例で、走査型プローブ顕微鏡として走
査型トンネル顕微鏡を用いた他の実施例を説明する図で
ある。
[Embodiment 4] FIG. 6 is a view illustrating another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention, in which a scanning tunnel microscope is used as a scanning probe microscope.

【0051】本実施例では異物検出用ビーム光の異物に
よる変化や探針1の先端による変化をArレーザ13の
ビーム光の明視野部から顕微鏡20により観察すること
により異物の位置を検出したり、異物と探針の位置関係
を調整するものである。他の部分は実施例3と同じであ
り、図6において図5と同じ部分には同じ符号を付して
ある。また、試料2や試料2と探針1の位置合わせなど
は実施例1と同じ条件により行った。
In this embodiment, the position of the foreign matter can be detected by observing the change of the foreign matter detection beam light due to the foreign matter and the change due to the tip of the probe 1 from the bright field portion of the beam light of the Ar laser 13 with the microscope 20. And to adjust the positional relationship between the foreign matter and the probe. The other parts are the same as those of the third embodiment, and the same reference numerals in FIG. 6 denote the same parts as in FIG. Further, the alignment of the sample 2 and the sample 2 with the probe 1 and the like were performed under the same conditions as in Example 1.

【0052】本実施例のビーム光の明視野部からビーム
光の変化を検出する方法は実施例2で説明した方法と同
じで、ビーム光8のスポット部18内に異物が存在しな
ければ顕微鏡20などのビーム光の変化検出器によって
は暗部が観察されず、スポット部18内に異物が存在す
るときは異物部分に暗部19が観察され、異物の位置
(x3、y3)を知ることができる。このばあい、顕微鏡
20の焦点位置は前述と同様に、試料2の表面上で異物
検出用ビーム光8が反射する位置、すなわちスポット部
18に合わせてある。またフォトダイオードなどの受光
素子のばあいはスポット部18に対向するように配置さ
れる。
The method of detecting a change in the light beam from the bright field portion of the light beam in this embodiment is the same as the method described in the second embodiment, and if there is no foreign matter in the spot portion 18 of the light beam 8, the microscope is used. The dark portion is not observed by the light beam change detector 20 or the like, and when a foreign object exists in the spot portion 18, the dark portion 19 is observed in the foreign object portion to know the position (x 3 , y 3 ) of the foreign object. Can be. In this case, the focal position of the microscope 20 is adjusted to the position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected on the surface of the sample 2, that is, the spot portion 18, as described above. In the case of a light receiving element such as a photodiode, it is arranged so as to face the spot portion 18.

【0053】そのため、走査型トンネル顕微鏡の探針2
1と異物の位置合わせをし、異物の3次元形状を同様に
測定することができた。
Therefore, the probe 2 of the scanning tunneling microscope is
1 and the foreign matter were aligned, and the three-dimensional shape of the foreign matter could be similarly measured.

【0054】[実施例5]図7は本発明の微小異物の検
出方法の他の実施例において用いられる走査型プローブ
顕微鏡の一例である原子間力顕微鏡の基本構成を示す説
明図である。図7においてArレーザ13の出力は15
mWであり、ビーム光8は、偏光板33により、各方向
に偏光できるようになっている。Arレーザ13が照射
される試料2表面を暗視野部から観察するために設けら
れた顕微鏡16には、イメージインテンシファイヤーを
搭載したCCDカメラ31が取りつけられ、CRT32
により観察位置の画像が出力される。本実施例では試料
2としてシリコンウェハが用いられる。これを載せたx
yz微動素子アクチュエータ7(8インチ径シリコンウ
ェハまで搭載可能)をx−y面内で移動するためにx−
yアクチュエータ12が設けられる。図7において、図
1および図12と同一の符号は、同一または相当部分を
示す。
[Embodiment 5] FIG. 7 is an explanatory diagram showing a basic configuration of an atomic force microscope which is an example of a scanning probe microscope used in another embodiment of the method for detecting a minute foreign substance according to the present invention. In FIG. 7, the output of the Ar laser 13 is 15
mW, and the light beam 8 can be polarized in each direction by the polarizing plate 33. A microscope 16 provided for observing the surface of the sample 2 irradiated with the Ar laser 13 from a dark field portion is provided with a CCD camera 31 equipped with an image intensifier.
Outputs an image at the observation position. In this embodiment, a silicon wafer is used as the sample 2. X with this
In order to move the yz fine motion element actuator 7 (which can be mounted up to an 8-inch diameter silicon wafer) in the xy plane, x-
A y actuator 12 is provided. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 12 indicate the same or corresponding parts.

【0055】まず、複数枚の鏡面研磨されたシリコンウ
ェハ2{三菱マテリアルシリコン(株)製CZ(面方
位;100)6インチ径シリコンウェハ}を、パーティ
クル検査装置{米国;Tencor社製・商品名;サー
フスキャン6200}にかけ、シリコンウェハ2上に存
在する異物のおおよその大きさおよびそのおおよその存
在位置を観測する。シリコンウェハ2上には、たとえ
ば、それぞれランダムな位置に平均0.1〜0.2μm
レベル径の異物が約80個、0.2〜0.3μmレベル
径の異物が約3個存在する。
First, a plurality of mirror-polished silicon wafers 2 (CZ (plane orientation; 100), 6-inch diameter silicon wafers manufactured by Mitsubishi Materials Silicon Corporation) were subjected to a particle inspection apparatus {USA; A surf scan 6200 ° to observe an approximate size and an approximate position of the foreign matter existing on the silicon wafer 2. On the silicon wafer 2, for example, an average of 0.1 to 0.2 μm
There are about 80 foreign substances having a level diameter and about 3 foreign substances having a level diameter of 0.2 to 0.3 μm.

【0056】つぎに、シリコンウェハ2がもつオリフラ
のフラット線方向をx軸方向とし、ウェハ面内でのその
法線方向をy軸方向とし、かつ、ウェハの最外周を3点
測定して(ただし、オリフラの部分は避ける)、これを
円の方程式に当てはめることで、ウェハの中心位置を求
め、(0、0)とすることで、シリコンウェハ2をxy
z微動素子アクチュエータ7上にセッティングし、図7
(a)に示されるように、鏡面研磨されたシリコンウェ
ハ2の表面にArレーザ13を用い異物検出用ビーム光
8を照射する。つぎにxyz微動素子アクチュエータ7
を駆動して探針1をシリコンウェハ2表面近傍まで下げ
るとともに第2のx−yアクチュエータ15をx−y面
内で操作し、異物検出用ビーム光8を探針1の最先端近
傍に照射し、Arレーザ13の暗視野部から顕微鏡16
またはフォトダイオードなどを介したCRT32などで
反射光を観察しながらArレーザ13と探針1の位置関
係を調整し、探針1の最先端位置を顕微鏡の視野の中心
にもっていく(なお必ずしも中心とする必要はなく予め
決めた顕微鏡の視野内の所定の位置にすればよい)。な
お、今回用いた顕微鏡の対物レンズは5倍で、接眼レン
ズは20倍であり、その顕微鏡が網羅できる視野の直径
は約2mmの範囲であった。このときの第2のx−yア
クチュエータ15の示す座標を(x0、y0)とする。な
お、顕微鏡16の焦点位置は、シリコンウェハ2上の異
物検出用ビーム光8が反射する位置に調整してある。な
お、ビーム光の大きさは約2mm×4mmであった。ま
た、顕微鏡の代わりにフォトダイオードを使用するばあ
いは、フォトダイオードがシリコンウェハ2上の異物検
出用ビーム光8が反射する位置に対向するように配置さ
れている。
Next, the flat line direction of the orientation flat of the silicon wafer 2 is set as the x-axis direction, the normal direction in the wafer plane is set as the y-axis direction, and the outermost periphery of the wafer is measured at three points ( However, the orientation flat portion is avoided), and by applying this to the equation of the circle, the center position of the wafer is obtained, and by setting it to (0, 0), the silicon wafer 2 is xy.
7 is set on the fine movement element actuator 7 and FIG.
As shown in (a), the surface of the mirror-polished silicon wafer 2 is irradiated with a foreign matter detection beam light 8 using an Ar laser 13. Next, the xyz fine movement element actuator 7
To lower the probe 1 to the vicinity of the surface of the silicon wafer 2 and operate the second xy actuator 15 in the xy plane to irradiate the foreign matter detection beam light 8 to the vicinity of the tip of the probe 1. Then, from the dark field portion of the Ar laser 13 to the microscope 16
Alternatively, the positional relationship between the Ar laser 13 and the probe 1 is adjusted while observing the reflected light with a CRT 32 or the like via a photodiode or the like, and the foremost position of the probe 1 is moved to the center of the field of view of the microscope. It does not need to be set at a predetermined position within the field of view of the microscope determined in advance). The objective lens of the microscope used this time was 5 times and the eyepiece was 20 times, and the diameter of the field of view that the microscope could cover was about 2 mm. The coordinates indicated by the second xy actuator 15 at this time are (x 0 , y 0 ). The focus position of the microscope 16 is adjusted to a position where the foreign matter detection beam light 8 on the silicon wafer 2 is reflected. The size of the light beam was about 2 mm × 4 mm. When a photodiode is used instead of the microscope, the photodiode is arranged so as to face the position on the silicon wafer 2 where the foreign matter detection light beam 8 is reflected.

【0057】つぎにxyz微動素子アクチュエータ7を
駆動して探針1をシリコンウェハ2表面近傍から遠ざけ
る。
Next, the xyz micro-movement element actuator 7 is driven to move the probe 1 away from the vicinity of the surface of the silicon wafer 2.

【0058】つぎに、異物検出用ビーム光8が照射され
る位置に、第2のx−yアクチュエータ15を駆動させ
ることにより、予めパーティクル検査装置を用いおおま
かに座標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物1
1のあると思われる位置(前述の予め観測していた位
置)にシリコンウェハ2を移動させる。
Next, by driving the second xy actuator 15 to the position where the foreign matter detection beam light 8 is irradiated, the silicon wafer 2 for which the coordinates have been roughly observed in advance using the particle inspection apparatus Foreign matter 1 on the surface
The silicon wafer 2 is moved to a position where it is thought that there is 1 (the previously observed position).

【0059】つぎにx−yアクチュエータ12をx−y
方向に操作しながら、シリコンウェハ2の表面を同様に
暗視野部から観察する。光路上に異物11があればx−
yアクチュエータ12の座標(x1、y1)において乱反
射光10が観測される(図7(b)参照)。
Next, the xy actuator 12 is moved to the xy
While operating in the direction, the surface of the silicon wafer 2 is similarly observed from the dark field portion. If there is a foreign substance 11 on the optical path, x−
The irregularly reflected light 10 is observed at the coordinates (x 1 , y 1 ) of the y actuator 12 (see FIG. 7B).

【0060】なおこのとき、光路上に異物11がなけれ
ば異物検出用ビーム光8はシリコンウェハ2表面におい
て正反射されるため、暗視野部からの反射ビーム光9を
観察することはできない。この観察状態は図2の模式図
で示され、実施例1のばあいと同様に説明される。
At this time, if there is no foreign matter 11 on the optical path, the foreign matter detection beam light 8 is specularly reflected on the surface of the silicon wafer 2, so that the reflected light beam 9 from the dark field part cannot be observed. This observation state is shown in the schematic diagram of FIG. 2 and is described in the same manner as in the case of the first embodiment.

【0061】なお、今回評価したシリコンウェハ2につ
いては、予めパーティクル検査装置を用いおおまかに座
標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物11のあ
ると思われる位置において、顕微鏡が網羅できる直径約
2mmの範囲の視野に確実に1カ所以上の乱反射光を確
認できた(なお、ほとんどのばあいにおいて、1カ所で
の乱反射光が観察され、2カ所以上の観察は希であっ
た)。なお、観察された乱反射光の強さは、Arレーザ
13の出力を強くするにつれ強くなり、また、0.1〜
0.2μmレベル径の異物より、0.2〜0.3μmレ
ベル径の異物の方が強かった。また、CRT32により
出力される乱反射光の強さは、イメージインテンシファ
イヤーを搭載したCCDカメラ31の検出感度を高くす
るほど強くなった。また、シリコンウェハ表面に対し
て、ビーム光をS偏光としたばあいに最も明るくなりS
/Nもよかった。そこでそれぞれの乱反射光が観察され
た位置nmを異物nの存在する位置と仮定して、顕微鏡
の視野の中心にもっていき(なお必ずしも中心とする必
要はなく予め決めた顕微鏡の視野内の所定の位置にすれ
ばよい)、x−yアクチュエータ12の座標(xn
m)に異物nの存在位置として登録した。
The silicon wafer 2 evaluated this time has a diameter of about 2 mm that can be covered by a microscope at a position where the foreign matter 11 seems to be present on the surface of the silicon wafer 2 which has been roughly subjected to coordinate observation using a particle inspection apparatus in advance. (1), diffused reflected light was observed at one or more locations, and rarely observed at two or more locations. Note that the intensity of the observed irregularly reflected light increases as the output of the Ar laser 13 increases,
The foreign matter having a diameter of 0.2 to 0.3 μm was stronger than the foreign matter having a diameter of 0.2 μm. The intensity of the irregularly reflected light output from the CRT 32 increased as the detection sensitivity of the CCD camera 31 equipped with the image intensifier was increased. Also, when the beam light is S-polarized light with respect to the silicon wafer surface, it becomes brightest and S
/ N was also good. Therefore, assuming that the position nm where each diffused reflection light is observed is the position where the foreign matter n is present, the position is moved to the center of the field of view of the microscope (it is not always necessary to be the center and a predetermined position within the predetermined field of view of the microscope) Position), the coordinates of the xy actuator 12 (x n ,
registered as the location of the foreign matter n in the y m).

【0062】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(xn−x0、ym
0)だけ移動(すなわち微小異物nを探針1の最先端
位置に移動)させ、xyz微動素子アクチュエータ7を
調整することにより、シリコンウェハ2表面に探針1を
10-9N程度の原子間力(斥力)が加わるように接触さ
せ、原子間力顕微鏡による測定を行った。このようにす
ることによって、(xn、ym)において観測された異物
nの3次元形状を原子間力顕微鏡により測定することが
できた。観測された異物には、盛り上がったものや、ス
クラッチのようなものなど種々のものがあった。
Therefore, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is set to (x n −x 0 , y m
y 0 ) (that is, the minute foreign matter n is moved to the forefront position of the probe 1) and the xyz fine movement element actuator 7 is adjusted, whereby the probe 1 is moved to the surface of the silicon wafer 2 by about 10 −9 N atoms. Contact was made so that an interforce (repulsive force) was applied, and measurement was performed with an atomic force microscope. By doing so, the three-dimensional shape of the foreign matter n observed at (x n , y m ) could be measured by an atomic force microscope. The observed foreign substances included various things such as a raised one and a scratch-like one.

【0063】[実施例6]図8は本発明の微小異物の検
出方法の他の実施例において用いられる走査型トンネル
顕微鏡の基本構成を示す説明図である。図8において金
属製探針21はこれをx−y面内で移動するために設け
られた第2のx−yアクチュエータ15に走査型トンネ
ル顕微鏡の制御系28を介して接続されている。その他
図中において図1、図7、図12および図13と同一の
符号は、同一または相当部分を示す。
[Embodiment 6] FIG. 8 is an explanatory view showing the basic configuration of a scanning tunneling microscope used in another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention. In FIG. 8, a metal probe 21 is connected to a second xy actuator 15 provided for moving the metal probe 21 in an xy plane via a control system 28 of a scanning tunneling microscope. In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 7, 12 and 13 indicate the same or corresponding parts.

【0064】まず、シリコンウェハ2をx−yアクチュ
エータ12上にセッティングし、図8(a)に示される
ように、鏡面研磨されたシリコンウェハ2の表面にAr
レーザ13を用い異物検出用ビーム光8を照射する。つ
ぎにxyz微動素子アクチュエータ27を駆動して金属
製探針21をシリコンウェハ2表面近傍まで下げるとと
もに第2のx−yアクチュエータ15をx−y面内で操
作することにより、異物検出用ビーム光8が金属製探針
21の最先端近傍に照射されるように暗視野部から顕微
鏡16またはフォトダイオードなどを介したCRT32
などで乱反射光を観察しながら調整し、金属製探針21
の最先端の位置を顕微鏡の視野の中心にもっていく(な
お必ずしも中心とする必要はなく予め決めた顕微鏡の視
野内の所定の位置にすればよい)。なお、今回用いた顕
微鏡の対物レンズは5倍で、接眼レンズは20倍であ
り、その顕微鏡が網羅できる視野の直径は約2mmの範
囲であった。このときの第2のx−yアクチュエータ1
5の示す座標は(x3、y3)である。なお顕微鏡16の
焦点位置は、シリコンウェハ2表面上で異物検出用ビー
ム光8が反射する位置に調整してある。また顕微鏡に代
えてフォトダイオードなどを使用するばあいはシリコン
ウェハ2上の異物検出用ビーム光8が反射する位置に、
フォトダイオードが対向するように配置されている。
First, the silicon wafer 2 is set on the xy actuator 12 and, as shown in FIG.
The foreign matter detection beam light 8 is irradiated using the laser 13. Next, the xyz micro-movement element actuator 27 is driven to lower the metal probe 21 to near the surface of the silicon wafer 2 and the second xy actuator 15 is operated in the xy plane, so that the foreign matter detection beam light is emitted. A CRT 32 through a microscope 16 or a photodiode from a dark field portion so that 8 is irradiated to the vicinity of the tip of the metal probe 21.
Adjust while observing diffused reflected light with a metal probe 21
Is brought to the center of the field of view of the microscope (it is not necessarily required to be at the center but may be at a predetermined position within a predetermined field of view of the microscope). The objective lens of the microscope used this time was 5 times and the eyepiece was 20 times, and the diameter of the field of view that the microscope could cover was about 2 mm. The second xy actuator 1 at this time
The coordinates indicated by 5 are (x 3 , y 3 ). The focal position of the microscope 16 is adjusted to a position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected on the surface of the silicon wafer 2. When a photodiode or the like is used in place of the microscope, a position where the foreign matter detection light beam 8 on the silicon wafer 2 is reflected is provided.
The photodiodes are arranged to face each other.

【0065】つぎに、xyz微動素子アクチュエータ2
7を駆動して探針21をシリコンウェハ2表面近傍から
遠ざける。
Next, the xyz fine movement element actuator 2
7, the probe 21 is moved away from the vicinity of the surface of the silicon wafer 2.

【0066】つぎに、異物検出用ビーム光8が照射され
る位置に、第2のx−yアクチュエータ15を駆動させ
ることにより、予めパーティクル検査装置を用いおおま
かに座標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物1
1のあると思われる位置(前述の予め観測していた位
置)にシリコンウェハ2を移動させる。
Next, by driving the second xy actuator 15 to the position where the foreign matter detection light beam 8 is irradiated, the silicon wafer 2 for which the coordinate inspection has been roughly performed in advance using the particle inspection apparatus is roughly performed. Foreign matter 1 on the surface
The silicon wafer 2 is moved to a position where it is thought that there is 1 (the previously observed position).

【0067】つぎにx−yアクチュエータ12をx−y
方向に操作しながらシリコンウェハ2の表面を暗視野部
から観察する。異物があればx−yアクチュエータ12
の座標(x4、y4)において乱反射光10が観測される
(図8(b)参照)。なお、今回評価したシリコンウェ
ハ2については、予めパーティクル検査装置を用いおお
まかに座標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物
11のあると思われる位置において、顕微鏡が網羅でき
る直径約2mmの範囲の視野に確実に1カ所以上の乱反
射光を確認できた。なお、シリコンウェハ2の表面に対
して、偏光板33を調整し、S偏光としたときに最もコ
ントラスト比がよく、評価しやすかった。そこでそれぞ
れの乱反射光が観察された位置nnを異物nの存在する
位置と仮定して、顕微鏡の視野の中心にもっていき、x
−yアクチュエータ12の座標(xnn、ymm)に異物n
の存在位置として登録した。
Next, the xy actuator 12 is moved to the xy
While operating in the direction, the surface of the silicon wafer 2 is observed from the dark field portion. If there is a foreign substance, the xy actuator 12
The irregularly reflected light 10 is observed at the coordinates (x 4 , y 4 ) (see FIG. 8B). For the silicon wafer 2 evaluated this time, the position of the surface of the silicon wafer 2 where the foreign matter 11 seems to have been roughly observed in advance using the particle inspection apparatus is roughly within a range of about 2 mm in diameter which can be covered by the microscope. One or more irregularly reflected lights were surely confirmed in the visual field. When the polarizing plate 33 was adjusted with respect to the surface of the silicon wafer 2 to make it S-polarized, the contrast ratio was the best and the evaluation was easy. Therefore, assuming that the position nn where each diffused reflected light is observed is the position where the foreign matter n exists, the position nn is moved to the center of the visual field of the microscope, and x
-Foreign matter n at coordinates (x nn , y mm ) of y actuator 12
Registered as a location.

【0068】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(xnn−x3、ymm
−y3)だけ移動させ、その後、xyz微動素子アクチ
ュエータ27を調整することにより、シリコンウェハ2
表面に金属製探針21を近づけて走査型トンネル顕微鏡
による測定を行う。
Then, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is moved to (x nn -x 3 , y mm
−y 3 ), and then adjusting the xyz micro-movement element actuator 27, so that the silicon wafer 2
The measurement is performed by a scanning tunneling microscope with the metal probe 21 approaching the surface.

【0069】このようにすることによって、(xnn、y
mm)において観測された異物nは、実施例5と同様の3
次元形状の測定結果がえられた。
By doing so, (x nn , y
mm ), the foreign matter n observed in 3) was the same as in Example 5.
The measurement results of the dimensional shape were obtained.

【0070】[実施例7]図9は本発明の微小異物の検
出方法の一実施例において用いられる走査型プローブ顕
微鏡の一例である原子間力顕微鏡の基本構成を示す説明
図である。図9において顕微鏡20には、イメージイン
テンシファイヤーを搭載したCCDカメラ31が取りつ
けられ、CRT32により観察位置の画像が出力され
る。図1、図4、図7および図12と同一の符号は、同
一または相当部分を示す。
[Embodiment 7] FIG. 9 is an explanatory view showing a basic configuration of an atomic force microscope which is an example of a scanning probe microscope used in an embodiment of the method for detecting a minute foreign matter according to the present invention. In FIG. 9, a CCD camera 31 equipped with an image intensifier is attached to a microscope 20, and an image at an observation position is output by a CRT 32. 1, 4, 7 and 12 indicate the same or corresponding parts.

【0071】まず、実施例5と同様に図9(a)に示さ
れるように、シリコンウェハ2をxyz微動素子アクチ
ュエータ7上にセッティングし、実施例5と同様にして
Arレーザ13と探針1の位置関係を調整し、探針1の
最先端位置を顕微鏡の視野の中心にもっていったときの
第2のx−yアクチュエータ15の示す座標を(x0
0)とする。なお、顕微鏡20の焦点位置は、シリコ
ンウェハ2上に異物検出用ビーム光8が反射する位置に
調整してある。また、顕微鏡の代わりにフォトダイオー
ドなどを使用するばあいは、フォトダイオードがシリコ
ンウェハ2上の異物検出用ビーム光8が反射する位置に
対向するように配置されている。
First, as shown in FIG. 9A, the silicon wafer 2 is set on the xyz fine-movement element actuator 7 as in the fifth embodiment, and the Ar laser 13 and the probe 1 are set in the same manner as in the fifth embodiment. Is adjusted, and the coordinates of the second xy actuator 15 when the tip end position of the probe 1 is brought to the center of the field of view of the microscope are represented by (x 0 ,
y 0 ). The focus position of the microscope 20 is adjusted to a position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected on the silicon wafer 2. When a photodiode or the like is used instead of the microscope, the photodiode is arranged so as to face a position on the silicon wafer 2 where the foreign matter detection light beam 8 is reflected.

【0072】つぎに、xyz微動素子アクチュエータ7
を駆動して探針1をシリコンウェハ2表面近傍から遠ざ
ける。
Next, the xyz fine movement element actuator 7
To move the probe 1 away from the vicinity of the surface of the silicon wafer 2.

【0073】つぎに、異物検出用ビーム光8が照射され
る位置に、第2のx−yアクチュエータ15を駆動させ
ることにより、予めパーティクル検査装置を用いおおま
かに座標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物1
1のあると思われる位置(前述の予め観測していた位
置)にシリコンウェハ2を移動させる。
Next, by driving the second xy actuator 15 to the position where the foreign matter detection beam light 8 is irradiated, the silicon wafer 2 for which the coordinate inspection has been roughly performed in advance using the particle inspection apparatus is roughly performed. Foreign matter 1 on the surface
The silicon wafer 2 is moved to a position where it is thought that there is 1 (the previously observed position).

【0074】つぎにx−yアクチュエータ12をx−y
方向に操作しながら、シリコンウェハ2の表面を同様に
明視野部に設置した顕微鏡20を用い観察する。Arレ
ーザ13がシリコンウェハ2表面に照射される位置であ
るスポット部18上に異物11があれば異物11に向か
ったビーム光8は異物11により正反射を妨げられる。
そのため明視野部から反射ビーム光9を観察すると異物
の部分に暗部19が観察される(図9(b)参照)。そ
のため暗部19が観察された位置の座標(x1、y1)を
知ることができ、実施例5と同様にx−yアクチュエー
タ12または第2のx−yアクチュエータ15を(x1
−x0、y1−y0)だけ移動させ、探針1の位置と異物
の位置合わせをし、異物11の3次元形状を原子間力顕
微鏡により測定することができる。なおこのとき、スポ
ット部18上に異物11がなければ異物検出用ビーム光
8はシリコンウェハ2表面において正反射されるため、
明視野部からの暗部19を観察することはできない。こ
れらのことから、異物よりはるかに大きいスポット径を
もつ検出用ビーム光8を用いても、明視野部に設置した
顕微鏡20から異物11により暗部19を観察すること
ができ、その結果スポット半径内にある位置特定は容易
に高精度で行える。
Next, the xy actuator 12 is moved to the xy
While operating in the direction, the surface of the silicon wafer 2 is observed using the microscope 20 which is also set in the bright field portion. If there is a foreign substance 11 on the spot 18 where the Ar laser 13 is irradiated onto the surface of the silicon wafer 2, the light beam 8 directed to the foreign substance 11 is prevented from regular reflection by the foreign substance 11.
Therefore, when the reflected light beam 9 is observed from the bright field portion, the dark portion 19 is observed at the foreign material portion (see FIG. 9B). Therefore, the coordinates (x 1 , y 1 ) of the position where the dark portion 19 is observed can be known, and the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is set to (x 1
−x 0 , y 1 −y 0 ), the position of the probe 1 is aligned with the foreign matter, and the three-dimensional shape of the foreign matter 11 can be measured with an atomic force microscope. At this time, if there is no foreign matter 11 on the spot portion 18, the foreign matter detection beam light 8 is specularly reflected on the surface of the silicon wafer 2, so that
The dark part 19 from the bright field part cannot be observed. From these facts, even if the detection beam light 8 having a spot diameter much larger than that of the foreign matter is used, the dark part 19 can be observed by the foreign matter 11 from the microscope 20 installed in the bright field part. Can easily be specified with high accuracy.

【0075】なお、今回評価したシリコンウェハ2につ
いては、予めパーティクル検査装置を用いおおまかに座
標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物11のあ
ると思われる位置において、顕微鏡が網羅できる直径約
2mmの範囲の視野に確実に1カ所以上の暗部19が確
認できた(なお、ほとんどのばあいにおいて、1カ所で
の暗部19が観察され、2カ所以上の観察は希であっ
た)。なお、観察された暗部のコントラストは、0.1
〜0.2μmレベル径の異物より、0.2〜0.3μm
レベル径の異物の方が強かった。
The silicon wafer 2 evaluated this time has a diameter of about 2 mm that can be covered by a microscope at a position where the foreign matter 11 on the surface of the silicon wafer 2 has been roughly observed in advance using a particle inspection apparatus. One or more dark areas 19 were surely confirmed in the visual field in the range of (1) (in most cases, the dark areas 19 were observed in one area, and observations in two or more areas were rare). The contrast of the observed dark area was 0.1%.
0.2-0.3μm from foreign matter with level diameter of ~ 0.2μm
Foreign matter with a level diameter was stronger.

【0076】なお、シリコンウェハ2表面に対してビー
ム光8を偏光板33を調整することでS偏光としたとき
に最もS/Nがよくなった。そこでそれぞれの暗部19
が観察された位置nmを異物nの存在する位置と仮定し
て、顕微鏡の視野の中心にもっていき(なお必ずしも中
心とする必要はなく予め決めた顕微鏡の視野内の所定の
位置にすればよい)、x−yアクチュエータ12の座標
(xn、ym)に異物nの存在位置として登録した。
The S / N ratio was highest when the beam light 8 was converted to S-polarized light by adjusting the polarizing plate 33 with respect to the surface of the silicon wafer 2. Therefore, each dark area 19
Is assumed to be the position where the foreign matter n exists, and is brought to the center of the visual field of the microscope (it is not always necessary to be the center, but may be a predetermined position within the predetermined visual field of the microscope). ), And registered at the coordinates (x n , y m ) of the xy actuator 12 as the existence position of the foreign matter n.

【0077】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(xn−x0、ym
0)だけ移動(すなわち微小異物nを探針1の最先端
位置に移動)させ、xyz微動素子アクチュエータ7を
調整することにより、シリコンウェハ2表面に探針1を
10-9Nの原子間力(斥力)が加わるように接触させ、
原子間力顕微鏡による測定を行った。このようにするこ
とによって、(xn、ym)において観測された異物nの
3次元形状を実施例5と同様に原子間力顕微鏡により測
定することができた。
Then, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is set to (x n −x 0 , y m
y 0 ) (that is, the minute foreign matter n is moved to the foremost position of the probe 1) and the xyz fine-movement element actuator 7 is adjusted so that the probe 1 is moved to the surface of the silicon wafer 2 by 10 -9 N atoms. Contact so that force (repulsive force) is applied,
The measurement was performed with an atomic force microscope. In this way, the three-dimensional shape of the foreign matter n observed at (x n , y m ) could be measured by an atomic force microscope as in Example 5.

【0078】[実施例8]図10は本発明の微小異物の
検出方法の他の実施例において用いられる走査型トンネ
ル顕微鏡の基本構成を示す説明図である。図10におい
て20はArレーザ13が照射されるシリコンウェハ2
表面を明視野部から観察するために設けられた顕微鏡で
ある。顕微鏡20には、CCDカメラ31が取りつけら
れ、CRT32により観察位置の画像が出力される。金
属製探針21は第2のx−yアクチュエータ15に走査
型トンネル顕微鏡の制御系28を介して接続されてい
る。図中、図1、図4、図5、図8および図13と同一
の符号は同一または相当部分を示す。
[Embodiment 8] FIG. 10 is an explanatory view showing the basic configuration of a scanning tunneling microscope used in another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention. In FIG. 10, reference numeral 20 denotes a silicon wafer 2 irradiated with an Ar laser 13.
It is a microscope provided for observing the surface from a bright field part. A CCD camera 31 is attached to the microscope 20, and an image at an observation position is output by a CRT 32. The metal probe 21 is connected to the second xy actuator 15 via a control system 28 of the scanning tunnel microscope. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 4, 5, 8, and 13 indicate the same or corresponding parts.

【0079】まず、実施例5と同じ、複数枚の鏡面研磨
されたシリコンウェハ2をパーティクル検査装置にか
け、シリコンウェハ2上に存在する異物のおおよその大
きさおよびそのおおよその存在位置を観測した。
First, a plurality of mirror-polished silicon wafers 2 were applied to a particle inspection apparatus in the same manner as in Example 5 to observe the approximate size and the approximate position of foreign matter present on the silicon wafer 2.

【0080】つぎに、実施例6と同様にして、シリコン
ウェハ2をx−yアクチュエータ12にセッティング
し、図10(a)に示されるようにシリコンウェハ2の
表面にArレーザ13を用い検出用ビーム光8を照射す
る。つぎにxyz微動素子アクチュエータ27を駆動し
て金属製探針21をシリコンウェハ2表面近傍まで下げ
るとともに第2のx−yアクチュエータ15をx−y面
内で操作することにより、異物検出用ビーム光8が金属
製探針21の最先端近傍におおよそ照射されるように明
視野部から顕微鏡20またはフォトダイオードなどを介
したCRT32などで観察しながら調整し、金属製探針
21の最先端の位置を顕微鏡の視野の中心にもっていく
(なお必ずしも中心とする必要はなく予め決めた顕微鏡
の視野内の所定の位置にすればよい)。なお、今回用い
た顕微鏡の対物レンズは5倍で、接眼レンズは20倍で
あり、その顕微鏡が網羅できる視野の直径は約2mmの
範囲であった。このときの第2のx−yアクチュエータ
15の示す座標は(x3、y3)である。なお顕微鏡20
の焦点位置は、シリコンウェハ2表面上で異物検出用ビ
ーム光8が反射する位置に調整してある。また顕微鏡に
代えてフォトダイオードなどを使用するばあいはシリコ
ンウェハ2上に異物検出用ビーム光8が反射する位置に
フォトダイオードなどが対向するように配置されてい
る。
Next, in the same manner as in the sixth embodiment, the silicon wafer 2 is set on the xy actuator 12, and the surface of the silicon wafer 2 is detected using an Ar laser 13 as shown in FIG. A beam light 8 is applied. Next, the xyz micro-movement element actuator 27 is driven to lower the metal probe 21 to near the surface of the silicon wafer 2 and the second xy actuator 15 is operated in the xy plane, so that the foreign matter detection beam light is emitted. The microscope 8 or a CRT 32 through a photodiode or the like is used to adjust the position of the metal probe 21 so that the light 8 is approximately irradiated to the vicinity of the metal probe 21 at the front end thereof. To the center of the field of view of the microscope (not necessarily at the center, but may be at a predetermined position within a predetermined field of view of the microscope). The objective lens of the microscope used this time was 5 times and the eyepiece was 20 times, and the diameter of the field of view that the microscope could cover was about 2 mm. The coordinates indicated by the second xy actuator 15 at this time are (x 3 , y 3 ). The microscope 20
Is adjusted to a position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected on the surface of the silicon wafer 2. When a photodiode or the like is used instead of the microscope, the photodiode or the like is arranged on the silicon wafer 2 so as to face the position where the foreign matter detection light beam 8 is reflected.

【0081】つぎにxyz微動素子アクチュエータ27
を駆動して金属製探針21をシリコンウェハ2表面近傍
から遠ざける。
Next, the xyz fine movement element actuator 27
To move the metal probe 21 away from the vicinity of the surface of the silicon wafer 2.

【0082】つぎに、異物検出用ビーム光8が照射され
る位置に、第2のx−yアクチュエータ15を駆動させ
ることにより、予めパーティクル検査装置を用いおおま
かに座標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物1
1のあると思われる位置(前述の予め観測していた位
置)にシリコンウェハ2を移動させる。
Next, by driving the second xy actuator 15 to the position where the foreign matter detection beam light 8 is irradiated, the silicon wafer 2 for which the coordinates have been roughly observed in advance using the particle inspection apparatus can be used. Foreign matter 1 on the surface
The silicon wafer 2 is moved to a position where it is thought that there is 1 (the previously observed position).

【0083】つぎにx−yアクチュエータ12をx−y
方向に操作しながら、シリコンウェハ2の表面を同様に
明視野部から観察する。スポット部18上に異物11が
あればx−yアクチュエータ12の座標(x4、y4)に
おいて暗部19が観測される(図10(b)参照)。
Next, the xy actuator 12 is moved to the xy
While operating in the direction, the surface of the silicon wafer 2 is similarly observed from the bright field portion. Dark portion 19 is observed in if there is foreign matter 11 on the spot 18 of the x-y actuator 12 coordinates (x 4, y 4) (see Figure 10 (b)).

【0084】なお、今回評価したシリコンウェハ2につ
いては、予めパーティクル検査装置を用いおおまかに座
標観測をしていたシリコンウェハ2表面の異物11のあ
ると思われる位置において、顕微鏡が網羅できる直径約
2mmの範囲の視野に確実に1カ所以上の暗部19が確
認できた。なお、シリコンウェハ2表面に対して、偏光
板33を調整し、S偏光としたとき最もコントラスト比
がよく、評価しやすかった。そこでそれぞれの暗部19
が観察された位置nnを異物nの存在する位置と仮定し
て、顕微鏡の視野の中心にもっていき、x−yアクチュ
エータ12の座標(xnn、ymm)に異物nの存在位置と
して登録した。
The silicon wafer 2 evaluated this time has a diameter of about 2 mm that can be covered by a microscope at a position where the foreign matter 11 on the surface of the silicon wafer 2 has been roughly observed in advance using a particle inspection apparatus. One or more dark areas 19 were surely confirmed in the visual field in the range of. When the polarizing plate 33 was adjusted with respect to the surface of the silicon wafer 2 to obtain S-polarized light, the contrast ratio was the best and the evaluation was easy. Therefore, each dark area 19
Is assumed to be the position where the foreign matter n exists, and the position is taken to the center of the visual field of the microscope, and registered as the position where the foreign matter n exists at the coordinates (x nn , y mm ) of the xy actuator 12. .

【0085】そこで、x−yアクチュエータ12または
第2のx−yアクチュエータ15を(xnn−x3、ymm
−y3)だけ移動させ、そののち、xyz微動素子アク
チュエータ27を調整することにより、シリコンウェハ
2表面に金属製探針21を接触させて走査型トンネル顕
微鏡による測定を行う。
Then, the xy actuator 12 or the second xy actuator 15 is moved to (x nn -x 3 , y mm
−y 3 ), and thereafter, by adjusting the xyz fine motion element actuator 27, the metal probe 21 is brought into contact with the surface of the silicon wafer 2, and measurement is performed by a scanning tunneling microscope.

【0086】このようにすることによって、(xnn、y
mm)において観測された異物nは、実施例5と同様の3
次元測定の結果がえられた。
By doing so, (x nn , y
mm ), the foreign matter n observed in 3) was the same as in Example 5.
The result of the dimension measurement was obtained.

【0087】[実施例9]本実施例は半導体素子の製法
の一実施例で、半導体素子の製造工程に前述の本発明に
よる原子間力顕微鏡を用いて半導体ウェハ表面の異物を
検査する例である。
[Embodiment 9] This embodiment is an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device, in which foreign substances on the surface of a semiconductor wafer are inspected in the semiconductor device manufacturing process by using the above-described atomic force microscope according to the present invention. is there.

【0088】たとえば、シリコンウェハ表面の絶縁膜上
にアルミニウム配線を形成するため、前面にたとえばス
パッタリングなどによりアルミニウム膜を0.05〜
0.5μm程度の厚さ成膜する。そののち従来のパーテ
ィクル検査装置によりシリコンウェハ表面の異物の存在
する大まかな位置を調べ、そのx、y座標を調べる。
For example, in order to form an aluminum wiring on an insulating film on the surface of a silicon wafer, an aluminum film is formed on the front surface by sputtering, for example, to a thickness of 0.05 to 0.05 mm.
A film having a thickness of about 0.5 μm is formed. After that, the approximate position where the foreign matter exists on the surface of the silicon wafer is examined by the conventional particle inspection apparatus, and the x and y coordinates thereof are examined.

【0089】ついで原子間力顕微鏡のx−yステージ上
にシリコンウェハをそのオリフラ部分とシリコンウェハ
円周上の3点で求めた中心により位置合わせをして載置
する。
Then, the silicon wafer is placed on the xy stage of the atomic force microscope by aligning the orientation flat with the center determined at three points on the circumference of the silicon wafer.

【0090】パーティクル検査装置と原子間力顕微鏡の
x−yステージ上でのx、y座標の相関は±100〜±
500μm程度が限度である。前述のパーティクル検査
装置で調べた微小異物の存在位置であるx、y座標近傍
の領域に原子間力顕微鏡の異物検出用ビーム光を当て、
前述の方法で微小異物の位置を正確に特定するととも
に、その形状を測定する。パーティクル検査装置と原子
間力顕微鏡のx、y座標には前述のように±100〜±
500μm程度の誤差が生じるが、前述のように異物検
出用ビーム光はそのスポット径が2000〜5000μ
m程度で、位置ずれをカバーする範囲にあり、微小異物
の位置を簡単に正確に特定することができる。
The correlation between the x and y coordinates on the xy stage of the particle inspection apparatus and the atomic force microscope is ± 100 to ± 100.
The limit is about 500 μm. The x- and y-coordinates near the x- and y-coordinates, which are the locations of the minute foreign particles examined by the particle inspection apparatus described above, are irradiated with a beam for foreign matter detection of an atomic force microscope.
The position of the minute foreign matter is accurately specified by the above-described method, and the shape thereof is measured. The x and y coordinates of the particle inspection apparatus and the atomic force microscope are ± 100 to ± 100 as described above.
Although an error of about 500 μm is generated, as described above, the spot diameter of the foreign matter detection beam light is 2000 to 5000 μm.
In the range of about m, which covers the displacement, the position of the minute foreign matter can be easily and accurately specified.

【0091】従来のパーティクル検査装置による検査で
は比較的大きい異物でその存在しか知れなかったため、
その異物が半導体素子に悪影響するのか否かについては
判定できなかった。しかし本発明によれば、微小異物の
位置を正確に特定するとともに、原子間力顕微鏡により
直接その異物の形状を3次元的に知ることができ、たと
えば凸状の異物か凹状の異物か、また凹状の深さおよび
幅などを直ちに知ることができる。あとでパターニング
して配線を形成するばあい、凸状の異物部分は問題とな
りにくいが、凹状の異物部分はアルミニウム膜がなかっ
たり、薄くなっていたり、あるいは配線幅が狭くなって
いたりするため、断線の原因となる。そのため、その深
さおよび幅によっては重要な欠陥となる。サブミクロン
ルールでは配線幅が0.5μm以下で一般にこの1/5
以上の欠陥部があると信頼性上好ましくないと言われて
おり、0.1μm以上の幅で成膜した膜厚の1/5以上
の凹部があると信頼性上よくない。したがってパーティ
クル検査装置で調べた異物の数のうち5%以上がそのよ
うな凹状異物であればそのアルミニウムの成膜工程に発
塵、発塵物のはがれに伴う膜の剥離などの欠陥があると
してフィードバックし、改善することができる。また、
微小異物の位置が正確に特定できているため、不良とな
る微小異物に伴なうチップを特定することもできる。
In the inspection by the conventional particle inspection apparatus, only the presence of a relatively large foreign substance was known,
It was not possible to determine whether the foreign matter adversely affected the semiconductor element. However, according to the present invention, the position of the minute foreign matter can be accurately specified, and the shape of the foreign matter can be directly known three-dimensionally with an atomic force microscope. For example, whether the foreign matter is a convex foreign matter or a concave foreign matter, The depth and width of the concave shape can be immediately known. If the wiring is formed by patterning later, the convex foreign material portion is unlikely to cause a problem, but the concave foreign material portion has no aluminum film, is thin, or has a narrow wiring width. It may cause disconnection. Therefore, it becomes an important defect depending on the depth and width. In the submicron rule, when the wiring width is 0.5 μm or less,
It is said that the presence of the above-mentioned defective portion is not preferable in terms of reliability, and the presence of a concave portion having a width of 0.1 μm or more and not less than 以上 of the film thickness is not good in reliability. Therefore, if 5% or more of the number of foreign substances checked by the particle inspection apparatus is such a concave foreign substance, it is assumed that there is a defect such as dust in the film forming process of aluminum and peeling of the film due to peeling of the dust. Give feedback and improve. Also,
Since the position of the minute foreign matter can be accurately specified, it is also possible to specify a chip accompanying the defective minute foreign matter.

【0092】本実施例では配線形成のためのアルミニウ
ム膜成膜後の検査工程について説明したが、半導体素子
には洗浄、イオン拡散、成膜工程、露光、エッチングな
どの種々の工程が繰り返され、その各々の工程ごとに抜
取りで、または全数検査で同様に行うことができる。
In this embodiment, the inspection process after the formation of the aluminum film for forming the wiring has been described. However, various processes such as cleaning, ion diffusion, film formation process, exposure, and etching are repeated for the semiconductor element. The same can be done for each step by sampling or 100% inspection.

【0093】さらに本実施例では原子間力顕微鏡を用い
て検査を行ったが、原子間力顕微鏡以外に走査型トンネ
ル顕微鏡など他の走査型プローブ顕微鏡によっても同様
に検査をすることができる。
Further, in this embodiment, the inspection is performed by using an atomic force microscope. However, the inspection can be similarly performed by using another scanning probe microscope such as a scanning tunnel microscope in addition to the atomic force microscope.

【0094】本実施例によれば、半導体素子の製造プロ
セスにおいて、半導体ウェハ上の微小異物を正確に特定
することができ、製造プロセスにフィードバックして改
善することができるとともに不良品を排除できるため、
超LSIの製造においても歩留りを向上し、さらに信頼
性を向上することができる。
According to the present embodiment, in the manufacturing process of a semiconductor device, minute foreign matter on a semiconductor wafer can be accurately specified, and feedback can be made to the manufacturing process for improvement and defective products can be eliminated. ,
The yield can be improved and the reliability can be further improved in the manufacture of VLSI.

【0095】さらに本実施例によれば、従来のパーティ
クル検査装置では検出できなかった0.1μm以下の微
小異物でもみつけることができ、パーティクル検査装置
でみつかった微小異物近傍のさらに微小の異物をも検査
することができ、パーティクル検査装置でみつかるよう
な微小異物の発生原因の究明に役立つばあいもある。 [実施例10]本実施例は液晶表示素子の製法の一実施
例で、液晶表示素子の製造工程に前述の本発明による分
析装置のうち、原子間力顕微鏡を用いて絶縁性透明基板
上の異物の分析を行った例である。
Further, according to the present embodiment, it is possible to find even a minute foreign matter of 0.1 μm or less which could not be detected by the conventional particle inspection apparatus, and it is also possible to detect a further minute foreign matter near the minute foreign matter found by the particle inspection apparatus. It can be inspected, and it may be useful for investigating the cause of the generation of the minute foreign matter found in the particle inspection apparatus. [Embodiment 10] This embodiment is an embodiment of a method of manufacturing a liquid crystal display device. In the manufacturing process of the liquid crystal display device, the analysis apparatus according to the present invention described above employs an atomic force microscope on an insulating transparent substrate. This is an example of analyzing foreign matter.

【0096】すなわち、液晶表示素子はたとえばガラス
などの絶縁性透明基板に各画素のスイッチング素子とし
ての薄膜トランジスタ(以下、TFTという)や各画素
間に設けられるゲート配線、ソース配線、画素電極など
が設けられたTFT基板と、対向電極などが設けられた
対向基板とが一定間隙を保持して周囲で貼着され、その
間隙に液晶材料が注入されることより製造される。最近
の液晶表示素子は高精細化、開口率の向上などの要請に
ともない、ゲート配線などの信号配線は狭幅化し、画素
電極などとの間隙も狭くなり、信号配線の断線や配線間
短絡などが生じ易くなっている。
That is, the liquid crystal display element is provided with a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) as a switching element of each pixel and a gate wiring, a source wiring, a pixel electrode and the like provided between each pixel on an insulating transparent substrate such as glass. The TFT substrate and the opposing substrate provided with the opposing electrode and the like are attached around the periphery with a constant gap, and the liquid crystal material is injected into the gap. With recent demands for higher definition and higher aperture ratio of liquid crystal display devices, signal wiring such as gate wiring has become narrower, gaps with pixel electrodes etc. have become narrower, disconnection of signal wiring and short-circuit between wiring, etc. Is more likely to occur.

【0097】本発明ではこのTFT基板の製造プロセス
において、成膜工程や露光、エッチング工程など種々の
工程が行われるが、たとえばゲート電極およびゲート配
線を形成するため、絶縁性透明基板の全面にタングステ
ンなどの金属膜が0.1〜1μm程度の厚さに形成され
たあとに、原子間力顕微鏡を用いて成膜表面の異物を検
査し、分析した。
In the present invention, various processes such as a film forming process, an exposure process, and an etching process are performed in the manufacturing process of the TFT substrate. For example, in order to form a gate electrode and a gate wiring, tungsten is formed on the entire surface of the insulating transparent substrate. After a metal film such as that described above was formed to a thickness of about 0.1 to 1 μm, foreign substances on the film formation surface were inspected and analyzed using an atomic force microscope.

【0098】半導体ウェハのばあいと同様にパーティク
ル検査装置により成膜表面の異物の存在する大まかな位
置を調べる。ついで原子間力顕微鏡のx−yステージ上
に絶縁性透明基板をその位置決めマークを基準に位置合
わせをして載置する。
As in the case of a semiconductor wafer, a rough position where foreign matter is present on the film formation surface is examined by a particle inspection apparatus. Next, the insulative transparent substrate is placed on the xy stage of the atomic force microscope with its positioning mark as a reference.

【0099】パーティクル検査装置と原子間力顕微鏡の
x−yステージ上でのx、y座標の相関は±100〜±
500μm程度が限度であるが、本発明の位置決め方法
により前記実施例9のばあいと同様に微小異物の位置を
正確に特定できた。
The correlation between the x and y coordinates on the xy stage of the particle inspection apparatus and the atomic force microscope is ± 100 to ± 100.
Although the limit is about 500 μm, the position of the minute foreign matter could be accurately specified by the positioning method of the present invention as in the case of the ninth embodiment.

【0100】そののち、原子間力顕微鏡により異物を観
測した結果、その3次元形状を知ることができた。その
結果、その異物が凸状か凹状かにより、またその大きさ
や深さにより不良となる原因の異物が存在するばあいは
その異物が発生しないように製造プロセスにフィードバ
ックすることにより異物不良を減ずることができる。本
実施例では配線形成のためのアルミニウム膜成膜線の分
析について説明したが、絶縁膜の成膜工程やエッチング
工程後など、あらゆる工程のあとで抜き取りまたは全数
検査により分析することができる。
After that, as a result of observing the foreign matter with an atomic force microscope, the three-dimensional shape could be known. As a result, the presence or absence of a foreign substance that causes a defect depending on whether the foreign substance is convex or concave, or the size or depth of the foreign substance, is fed back to the manufacturing process so that the foreign substance does not occur. be able to. In this embodiment, the analysis of the aluminum film formed line for forming the wiring has been described. However, the analysis can be performed by sampling or 100% inspection after any process such as an insulating film forming process or an etching process.

【0101】さらに本実施例では原子間力顕微鏡を用い
たが、原子間力顕微鏡以外に走査型トンネル顕微鏡を用
いることができる。
Further, in this embodiment, an atomic force microscope was used, but a scanning tunneling microscope other than the atomic force microscope can be used.

【0102】本実施例によれば、液晶表示素子の製造プ
ロセスにおいて、絶縁性透明基板上の微小異物を正確に
特定することができ、製造プロセスにフィードバックし
て改善することができるとともに、不良品を排除できる
ため、超精細化した多画素の液晶表示素子においても高
い歩留りがえられ信頼性が向上する。
According to the present embodiment, in the manufacturing process of the liquid crystal display element, the minute foreign matter on the insulating transparent substrate can be accurately specified, and can be improved by feeding back to the manufacturing process. Therefore, a high yield can be obtained even in a super-resolution multi-pixel liquid crystal display element, and the reliability is improved.

【0103】前記各実施例では異物検出用ビーム光をう
るためArレーザを使用したが、Arレーザに限定され
ず、ビーム光がえられるものであれば、半導体レーザな
ど他のレーザあるいは赤外線光、白色光、可視光、紫外
光を光学レンズなどでビーム状に絞ったいかなる光であ
ってもよい。またx−yアクチュエータ12で試料(シ
リコンウェハ)2を移動させたが、第2のx−yアクチ
ュエータにより顕微鏡の探針側を移動させてもよく、相
対的に位置合わせをすればよい。また前記各実施例では
第2のx−yアクチュエータを設けて最初の探針の位置
を求めたが、探針の位置は固定したままで、最初の探針
の位置を測定しておけば、第2のx−yアクチュエータ
は必ずしも必要ではない。さらに前述の説明以外の他の
構成部分は従来の原子間力顕微鏡または走査型トンネル
顕微鏡と同じ構成で、その機能を発揮する範囲で変更し
うる。
In each of the above embodiments, an Ar laser was used to obtain a light beam for detecting foreign matter. However, the present invention is not limited to an Ar laser. Any light obtained by focusing white light, visible light, or ultraviolet light into a beam with an optical lens or the like may be used. Although the sample (silicon wafer) 2 is moved by the xy actuator 12, the probe side of the microscope may be moved by the second xy actuator, and the positioning may be relatively performed. Further, in each of the above embodiments, the position of the first probe is obtained by providing the second xy actuator, but if the position of the first probe is measured while the position of the probe is fixed, A second xy actuator is not required. Further, other components other than the above description have the same configuration as that of the conventional atomic force microscope or scanning tunnel microscope, and can be changed as long as the function is exhibited.

【0104】なお、実施例5〜8では試料2としてシリ
コンウェハを例にあげて述べたが、絶縁性透明基板など
他の平面状基板(少しは表面に凹凸があってもよい)で
も、同様の効果がえられ、試料2が必ずしもシリコンウ
ェハに限定されるものではない。
In Examples 5 to 8, a silicon wafer is described as an example of the sample 2. However, other planar substrates such as an insulating transparent substrate (the surface may have some irregularities) can be similarly used. Is obtained, and the sample 2 is not necessarily limited to the silicon wafer.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、試料表
面に異物を検出するための検出用ビーム光を照射すると
共に、暗視野部または明視野部での試料表面からの乱反
射光または暗部をたとえば、顕微鏡もしくはフォトダイ
オードなどのビーム光の変化検出器により検出すること
により、微小異物の存在位置を見つけ出し、かつ走査型
プローブ顕微鏡の探針のある位置と、その微小異物の位
置とを相対的に移動させているため、微小異物の部分の
みに走査型プローブ顕微鏡の探針を接触させることがで
きる。また、さらに、微小異物の検出にパーティクル検
査装置をあわせて用いるとき、それがもつ座標と分析装
置のもつ座標をリンクさせたときにたとえ数千μmのず
れが生じたとしても、これを網羅する試料表面上の範囲
にスポット照射されたビーム光の変化を観察することに
より、微小異物の存在を検出し、その位置を分析装置の
座標上に定めることができる。
As described above, the present invention irradiates the sample surface with the detection beam light for detecting foreign matter, and also generates the irregularly reflected light or dark portion from the sample surface in the dark field portion or the bright field portion. For example, by detecting with a light beam change detector such as a microscope or a photodiode, the position of the minute foreign matter is found, and the position of the tip of the scanning probe microscope and the position of the minute foreign matter are relatively determined. Therefore, the probe of the scanning probe microscope can be brought into contact with only the minute foreign matter. Further, even when a particle inspection device is used in combination with the particle inspection device for detecting minute foreign matter, even if a deviation of several thousand μm occurs when the coordinates of the particle inspection device and the coordinates of the analysis device are linked, this is covered. By observing the change in the beam light spot-irradiated on the area on the sample surface, the presence of the minute foreign matter can be detected, and the position can be determined on the coordinates of the analyzer.

【0106】たとえパーティクル検査装置で検出できな
いような微小異物であっても、本発明の走査型プローブ
顕微鏡において検出が可能なものもあり、検出のもれを
防止できる。
Even a minute foreign substance that cannot be detected by the particle inspection apparatus can be detected by the scanning probe microscope of the present invention, and leakage of the detection can be prevented.

【0107】したがって、広い試料の中で微小な異物を
簡単に検出することができ、微小異物の存在する範囲の
みに選択的に3次元測定をすることができるため、測定
時間を大幅に短縮し、早期に試料の品質評価を行うこと
ができる。
Therefore, a minute foreign matter can be easily detected in a wide sample, and three-dimensional measurement can be selectively performed only in a range where the minute foreign matter exists. The quality of the sample can be evaluated at an early stage.

【0108】また、本発明においては、半導体ウェハま
たは絶縁性透明基板上の微小異物を正確に把握できて対
応処理ができるため、サブミクロン以下の微細なパター
ンでも欠陥を防止することができ、集積度が非常に高い
超LSIにおいても歩留りを向上できるとともに、使用
途中で不良になる欠陥も防止することができて、信頼性
が大幅に向上する。
Further, according to the present invention, since fine foreign substances on a semiconductor wafer or an insulating transparent substrate can be accurately grasped and corresponding processing can be performed, defects can be prevented even in a fine pattern of submicron or less, and integration can be prevented. The yield can be improved even in an VLSI having a very high degree of reliability, and defects that become defective during use can be prevented, so that the reliability is greatly improved.

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

【図1】 本発明の微小異物の検出方法の一実施例を説
明する図で、原子間力顕微鏡の基本構成を示す説明図で
ある。
FIG. 1 is a view for explaining one embodiment of a method for detecting a minute foreign substance according to the present invention, and is an explanatory view showing a basic configuration of an atomic force microscope.

【図2】 ビーム光の異物による乱反射光を暗視野部か
ら観察したときの模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram when irregularly reflected light of a light beam due to a foreign substance is observed from a dark field portion.

【図3】 本発明の微小異物の検出方法を応用して原子
間力顕微鏡により測定された異物の像を示す図で、
(a)はAFM像、(b)、(c)はそれぞれ(a)の
b−b線、c−c線に沿って観察された異物の深さプロ
ファイルである。
FIG. 3 is a view showing an image of a foreign substance measured by an atomic force microscope by applying the method for detecting a minute foreign substance according to the present invention;
(A) is an AFM image, (b) and (c) are depth profiles of the foreign matter observed along the bb line and the cc line, respectively, of (a).

【図4】 原子間力顕微鏡を用いた本発明の微小異物の
検出方法の他の実施例を説明する図である。
FIG. 4 is a view for explaining another embodiment of the method for detecting a minute foreign substance according to the present invention using an atomic force microscope.

【図5】 本発明の微小異物の検出方法の他の実施例を
説明する図で、走査型トンネル顕微鏡の基本構成を示す
説明図である。
FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of the method for detecting minute foreign matter of the present invention, and is an explanatory view showing a basic configuration of a scanning tunneling microscope.

【図6】 走査型トンネル顕微鏡を用いた本発明の微小
異物の検出方法のさらに他の実施例を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a view for explaining still another embodiment of the method for detecting minute foreign matter of the present invention using a scanning tunneling microscope.

【図7】 本発明の微小異物の検出方法の他の実施例を
説明する図で、原子間力顕微鏡の基本構成を示す説明図
である。
FIG. 7 is a view for explaining another embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention, and is an explanatory view showing a basic configuration of an atomic force microscope.

【図8】 本発明の微小異物の検出方法の一実施例を説
明する図で、走査型トンネル顕微鏡の基本構成を示す説
明図である。
FIG. 8 is a view for explaining an embodiment of the method for detecting minute foreign matter according to the present invention, and is an explanatory view showing a basic configuration of a scanning tunneling microscope.

【図9】 原子間力顕微鏡を用いた本発明の微小異物の
検出方法のさらに他の実施例を説明する図である。
FIG. 9 is a view for explaining still another embodiment of the method for detecting minute foreign matter of the present invention using an atomic force microscope.

【図10】 走査型トンネル顕微鏡を用いた本発明の微
小異物の検出方法のさらに他の実施例を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a view for explaining still another embodiment of the method for detecting micro foreign matter according to the present invention using a scanning tunneling microscope.

【図11】 パーティクル検査装置LS−6000でシ
リコンウェハ上の微小異物について計測した結果の一例
を示す。
FIG. 11 shows an example of a result of measurement of a minute foreign substance on a silicon wafer by the particle inspection device LS-6000.

【図12】 従来の原子間力顕微鏡の基本構成を示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a conventional atomic force microscope.

【図13】 従来の走査型トンネル顕微鏡の基本構成を
示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a conventional scanning tunneling microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 探針、2 試料(シリコンウェハ)、3 カンチレ
バー、5 レーザ光源、6 受光素子、7 xyz微動
素子アクチュエータ、8 異物検出用ビーム光、10
乱反射光、11 異物、12 x−yアクチュエータ、
13 Arレーザ、15 第2のx−yアクチュエー
タ、16 顕微鏡、19 暗部、20 顕微鏡、21
金属製探針、27 xyz微動素子アクチュエータ、3
1 CCDカメラ、32 CRT、33 偏光板。
Reference Signs List 1 probe, 2 sample (silicon wafer), 3 cantilever, 5 laser light source, 6 light receiving element, 7 xyz micro-movement element actuator, 8 foreign matter detection beam light, 10
Diffuse reflection light, 11 foreign matter, 12 xy actuator,
13 Ar laser, 15 second xy actuator, 16 microscope, 19 dark part, 20 microscope, 21
Metal probe, 27 xyz fine actuator, 3
1 CCD camera, 32 CRT, 33 polarizing plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩野 勇 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 和田 理 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 黒川 博志 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 堀 浩一郎 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 服部 信美 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (72)発明者 関根 正廣 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 大森 雅司 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 倉本 一雄 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 小林 淳二 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Isamu Kano 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi Mitsubishi Electric Corporation Materials and Devices Laboratory (72) Inventor Osamu Wada 8-1-1, Tsukaguchi-Honcho, Amagasaki-shi Mitsubishi Electric Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kurokawa 8-1-1, Tsukaguchi-Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Material Device Laboratories (72) Inventor Koichiro Hori 4-1-1, Mizuhara, Itami Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Nobumi Hattori 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi Mitsubishi Electric Corporation, Inc. U-S-II Development Laboratory (72) Inventor Masahiro Sekine 4-1-1 Mizuhara, Itami Mitsubishi (72) Inventor Masashi Omori 4-1-1 Mizuhara, Itami Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Kazuo Kuramoto 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Materials and Devices Laboratory (72) Inventor Junji Kobayashi 8-1-1 Honcho Tsukaguchi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Machinery Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料表面に微小異物検出用のビーム光を
照射し、該微小異物による前記ビーム光の変化を観察す
ることにより前記試料の微小異物のx−y面内の存在位
置を検出することを特徴とする微小異物の検出方法。
1. A sample surface is irradiated with a light beam for detecting minute foreign matter, and a change in the light beam caused by the minute foreign matter is observed to detect a position of the minute foreign matter of the sample in an xy plane. A method for detecting minute foreign matter, characterized in that:
【請求項2】 前記ビーム光がレーザ光である請求項1
記載の微小異物の検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the light beam is a laser beam.
The method for detecting minute foreign matter described in the above.
【請求項3】 前記ビーム光の暗視野部から前記ビーム
光の乱反射光を検出することにより前記ビーム光の変化
を観察することを特徴とする請求項1または2記載の微
小異物の検出方法。
3. The method according to claim 1, wherein a change in the light beam is observed by detecting irregularly reflected light of the light beam from a dark-field portion of the light beam.
【請求項4】 前記ビーム光の明視野部から前記ビーム
光の暗部を検出することにより前記ビーム光の変化を観
察することを特徴とする請求項1または2記載の微小異
物の検出方法。
4. The method according to claim 1, wherein a change in the light beam is observed by detecting a dark portion of the light beam from a bright field portion of the light beam.
【請求項5】 前記ビーム光の変化を前記試料表面の前
記ビーム光スポットに顕微鏡の焦点を合わせることによ
り観察することを特徴とする請求項3または4記載の微
小異物の検出方法。
5. The method according to claim 3, wherein a change in the light beam is observed by focusing a microscope on the light beam spot on the sample surface.
【請求項6】 前記ビーム光の変化を前記試料表面の前
記ビーム光のスポットに受光素子を対向せしめることに
より観察することを特徴とする請求項3または4記載の
微小異物の検出方法。
6. The method according to claim 3, wherein a change in the light beam is observed by making a light receiving element face a spot of the light beam on the surface of the sample.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2012203074A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Hoya Corp Method for analyzing defect of mask blank

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