JPH11125602A - Method and device for analyzing foreign matter - Google Patents

Method and device for analyzing foreign matter

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JPH11125602A
JPH11125602A JP8171226A JP17122696A JPH11125602A JP H11125602 A JPH11125602 A JP H11125602A JP 8171226 A JP8171226 A JP 8171226A JP 17122696 A JP17122696 A JP 17122696A JP H11125602 A JPH11125602 A JP H11125602A
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Japan
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laser light
foreign matter
light source
spot size
laser
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JP8171226A
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Japanese (ja)
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Eiji Kano
英司 狩野
Takashi Kido
隆 城戸
Koji Honma
孝治 本間
Masayoshi Tsuchiya
政義 土屋
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Chemitronics Co Ltd
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Chemitronics Co Ltd
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device that can automatically detect and analyze a minute, foreign matter on an object surface quickly and is suited for an in-line measurement in a semiconductor-manufacturing line or the like. SOLUTION: An object (a wafer 11) to be inspected is placed on an XY stage 21, the surface of the object (the wafer 11) is scanned by laser beams with a relatively large spot size (e.g. 1,000 μm) from a laser light source 33, and a foreign matter is detected and its approximate position is obtained. Then, the surface of the object (the wafer 11) is scanned by laser beam with a relatively small spot size (e.g. 10 μm) from the laser light source, and by utilizing laser light intensity distribution in a radius direction in laser beams, the accurate measurement position of the foreign matter is obtained at a more minute position accuracy than the spot size. Then, electron beams are scanned by a scanning-type electron gun 41 in an area near the accurate measurement position to observe a secondary electron image and a characteristic X ray, and the foreign object is analyzed.

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、物体の表面に付着
した異物を検出して分析する異物分析方法及び装置に関
し、特に、半導体デバイス製造時に製造ラインに対して
インラインで導入でき、半導体集積回路や半導体ウェハ
のような物体の表面に付着した微小異物を検出し、その
形状、成分を分析して異物の付着低下を図るために使用
される異物分析方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting and analyzing foreign matter adhering to the surface of an object, and more particularly to a semiconductor integrated circuit which can be introduced in-line into a manufacturing line when manufacturing a semiconductor device. The present invention relates to a foreign substance analysis method and apparatus used for detecting minute foreign substances attached to the surface of an object such as a semiconductor wafer or a semiconductor wafer, analyzing the shape and components thereof, and reducing the adhesion of the foreign substances.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路の高集積化に伴っ
て、その生産技術を高性能化し、信頼性や歩留りを高め
ることは必要不可欠なことであるが、これら信頼性や歩
留りを左右する重要な要因として、製造途中において半
導体集積回路や半導体ウェハ表面に付着した異物が挙げ
られる。製造途中における異物の付着量と、製造ライン
が安定に動作しているか否か、及び歩留りとの間には、
密接な関係がある。
2. Description of the Related Art With the recent increase in the degree of integration of semiconductor integrated circuits, it is indispensable to increase the performance of the production technology and increase the reliability and yield, but these reliability and yield are affected. An important factor is a foreign substance adhering to the surface of a semiconductor integrated circuit or a semiconductor wafer during manufacturing. Between the amount of foreign matter adhered during production, whether the production line is operating stably, and the yield,
There is a close relationship.

【0003】製造途中における表面への異物の付着量を
少なくするためには、製造途中において異物を検出する
必要がある上に、検出した異物の成分、形状その他の特
徴を分析して異物を特定する必要がある。しかしなが
ら、従来の異物計測装置は、異物の組成分析の機能を有
せず単に異物の数を計測するだけのパーティクルカウン
タや、あるいは、組成分析をすることができても分析時
間が長く、分析も自動化されてはおらず、パーティクル
カウンタによる位置情報を必要とするものであったりし
て、インライン用としては実用的でない計測装置であっ
た。以下、図1を参照して、物体の表面に付着している
異物を検出して分析する従来の異物分析装置を説明す
る。以下の説明では、半導体集積回路ウェハを検査対象
とするものとする。
In order to reduce the amount of foreign matter adhering to the surface during manufacturing, it is necessary to detect foreign matter during manufacturing, and to identify the foreign matter by analyzing the components, shapes and other characteristics of the detected foreign matter. There is a need to. However, the conventional foreign matter measuring apparatus does not have a function of analyzing the composition of the foreign matter, but simply measures the number of foreign matters, or has a long analysis time even if the composition analysis can be performed. The measurement device was not automated, and required position information by a particle counter, and was not practical for inline use. Hereinafter, a conventional foreign matter analyzer that detects and analyzes foreign matter attached to the surface of an object will be described with reference to FIG. In the following description, a semiconductor integrated circuit wafer is to be inspected.

【0004】この従来の異物分析装置は、検査対象のウ
ェハ11を載置し、XYの両方向にウェハ11を移動で
き、またウェハ11を回転させることのできるXYθス
テージ24と、光学的に異物を検出する異物検査装置3
1と、電子線源として使用される走査型電子銃41と、
電子線が照射されたウェハ11からのX線を検出しエネ
ルギ分析を行うエネルギ分散型X線検出器42と、電子
線が照射されたウェハ11からの二次電子を検出する二
次電子検出器43とを備えており、異物分析装置を構成
するこれらの装置・部品類は、全て、図示しない真空容
器内に収容されている。真空容器内において、異物検査
装置31と走査型電子顕微鏡41とは離れて配置し、走
査型電子銃41の近傍にエネルギ分散型X線検出器42
と二次電子検出器43が配置している。走査型電子銃4
1は、細く絞った電子ビームによって物体の表面のある
範囲内を走査できるようなものであり、電子線発生源と
しての電子銃、電子レンズ系、電子ビームの走査系など
を含んだものである。走査型電子銃41と二次電子検出
器43とを組み合わせると、通常の走査型電子顕微鏡
(SEM)が構成される。
In this conventional foreign matter analyzer, a wafer 11 to be inspected is placed, an XYθ stage 24 capable of moving the wafer 11 in both XY directions and rotating the wafer 11, and an optically removing foreign matter. Foreign matter inspection device 3 to detect
1, a scanning electron gun 41 used as an electron beam source,
An energy dispersive X-ray detector 42 for detecting X-rays from the wafer 11 irradiated with the electron beam and performing energy analysis, and a secondary electron detector for detecting secondary electrons from the wafer 11 irradiated with the electron beam 43, and all of these devices and components constituting the foreign substance analyzer are accommodated in a vacuum vessel (not shown). In the vacuum container, the foreign matter inspection device 31 and the scanning electron microscope 41 are disposed separately from each other, and an energy dispersive X-ray detector 42 is disposed near the scanning electron gun 41.
And the secondary electron detector 43 are arranged. Scanning electron gun 4
Reference numeral 1 denotes a device capable of scanning a certain area on the surface of an object by a finely focused electron beam, and includes an electron gun as an electron beam generating source, an electron lens system, an electron beam scanning system, and the like. . When the scanning electron gun 41 and the secondary electron detector 43 are combined, an ordinary scanning electron microscope (SEM) is configured.

【0005】また、XYθステージ24は、真空容器の
底部に配置され、異物検査装置31や走査型電子銃4
1、各検出器42,43の下方をXY方向にウェハ11
を移動させ、異物検査装置31や走査型電子銃41の直
下の位置にウェハ11を位置決めできるものである。X
Yθステージ24には、X方向の移動量を計測するため
のX方向エンコーダ22aとY方向の移動量を計測する
ためのY方向エンコーダ22bが取り付けられている。
The XYθ stage 24 is disposed at the bottom of the vacuum vessel, and is provided with a foreign matter inspection device 31 and a scanning electron gun 4.
1. The wafer 11 is placed below the detectors 42 and 43 in the XY directions.
Can be moved to position the wafer 11 at a position immediately below the foreign substance inspection device 31 or the scanning electron gun 41. X
Stage is provided with an X-direction encoder 22a for measuring the amount of movement in the X direction and a Y-direction encoder 22b for measuring the amount of movement in the Y direction.

【0006】以上のように構成される従来の異物分析装
置による異物の検出、観察及び分析動作について説明す
る。
The operation of detecting, observing, and analyzing foreign matter by the conventional foreign matter analyzer configured as described above will be described.

【0007】まず、図示しない駆動制御装置によってX
Yθステージ24を駆動制御し、ウェハ11を異物検査
装置31の下方に配置させる。ここで、XYθステージ
24をXY方向に微動させながら異物検査装置31から
レーザ光をウェハ11の表面に照射し、表面に付着して
いる微小異物に起因する散乱光を異物検査装置31のレ
ーザ光検出部により観測して、表面に付着した異物を検
出する。ウェハ11表面の異物を検出したときのX方向
エンコーダ22a及びY方向エンコーダ22bの読み
が、異物の付着している表面位置を示している。
First, X is controlled by a drive control device (not shown).
Stage 24 is driven and controlled, and wafer 11 is arranged below foreign matter inspection device 31. Here, the fine particle inspection device 31 irradiates the surface of the wafer 11 with laser light while slightly moving the XYθ stage 24 in the X and Y directions, and scatters light caused by the fine foreign particles adhering to the surface to the laser light of the foreign material inspection device 31. Observation is performed by the detection unit to detect foreign matter attached to the surface. The readings of the X-direction encoder 22a and the Y-direction encoder 22b when detecting foreign matter on the surface of the wafer 11 indicate the surface position where the foreign matter is attached.

【0008】次に、XYθステージ24を駆動制御して
ウェハ11を走査型電子銃41の下方に配置し、先に検
出した異物の付着した表面位置を参照しながら、XYθ
ステージ24をXY方向に微動させ、付着した異物が走
査型電子銃41からの電子の焦点に一致するように位置
決めを行う。これにより観察されるべき異物は、エネル
ギ分散型X線検出器42、二次電子検出器43の視野内
に納まる。ここで、走査型電子銃41から照射された電
子ビームにより異物から発生する二次電子を二次電子検
出器43で検出することによって、異物の外形形状を観
察することができる。同様に、走査型電子銃41によっ
て照射された電子ビームにより異物から発生する特性X
線をエネルギ分散型X線検出器42で検出・分析するこ
とによって、異物の組成をX線分析することができる。
Next, the XYθ stage 24 is driven and controlled to place the wafer 11 below the scanning electron gun 41, and to refer to the surface position of the previously detected foreign matter to which XYθ
The stage 24 is slightly moved in the X and Y directions, and positioning is performed so that the attached foreign matter coincides with the focal point of electrons from the scanning electron gun 41. As a result, the foreign matter to be observed falls within the field of view of the energy dispersive X-ray detector 42 and the secondary electron detector 43. Here, by detecting the secondary electrons generated from the foreign matter by the electron beam emitted from the scanning electron gun 41 with the secondary electron detector 43, the external shape of the foreign matter can be observed. Similarly, the characteristic X generated from the foreign matter by the electron beam irradiated by the scanning electron gun 41
By detecting and analyzing the X-rays with the energy dispersive X-ray detector 42, the composition of the foreign matter can be X-ray analyzed.

【0009】以上、従来の異物分析装置を用いた異物の
検出・分析の手順を説明したが、詳細は、例えば、特開
平6−308039号公報に記載されている。
The procedure for detecting and analyzing a foreign substance using a conventional foreign substance analyzer has been described above. The details are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-308039.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の異物分
析装置は、物体表面に付着した異物の検出、検出された
異物の外形形状の観察及び成分分析を行うことが可能な
装置であるが、外形形状の観察操作及び成分分析操作に
はオペレータによる複雑な操作を必要ととし、高いスル
ープットを必要とする製造ライン内で使用したり、自動
計測に用いたりするには適していない。その理由とし
て、異物検査装置で異物を検出する際に用いられるレー
ザ光源のスポットサイズと、異物を分析するときに走査
型電子銃から照射される電子ビームのスポットサイズと
が著しく異なっていることが挙げられる。例えば、半導
体レーザからのレーザ光のスポットサイズは10μm程
度であり、このレーザ光のスポットの範囲内に異物があ
ることを検知したとしても、電子ビームは一般的にはス
ポットサイズを0.1μm程度にして用いられることが
多いから、異物に電子ビームを正確に照射することは容
易ではない。また、電子ビームのスポットサイズと同程
度のピッチでXYステージを微動させ、検査対象の位置
決め精度を向上させようとすると、計測時間がかかりす
ぎ、インライン計測としては現実的ではなくなる。さら
に、物体表面が常に平坦であることは希であり、例え
ば、物休表面に対して45゜の角度でレーザ光を照射し
た場合、物体表面にある1μmの凸部分の上に異物があ
った場合、検出される位置の誤差はlμmになってしま
う。物体表面の凹凸による誤差だけでも数μmもある位
置に、直径が0.1μm程度の電子ビームを照射するこ
とは難しい。
The above-described conventional foreign matter analyzer is capable of detecting foreign matter adhering to the surface of an object, observing the outer shape of the detected foreign matter, and performing component analysis. The external shape observation operation and the component analysis operation require complicated operations by an operator, and are not suitable for use in a production line requiring high throughput or for automatic measurement. The reason is that the spot size of the laser light source used for detecting foreign matter in the foreign matter inspection device is significantly different from the spot size of the electron beam emitted from the scanning electron gun when analyzing foreign matter. No. For example, the spot size of a laser beam from a semiconductor laser is about 10 μm, and even if it is detected that there is a foreign substance within the range of the spot of the laser beam, the electron beam generally has a spot size of about 0.1 μm. Therefore, it is not easy to accurately irradiate a foreign substance with an electron beam. Further, if the XY stage is finely moved at the same pitch as the spot size of the electron beam to improve the positioning accuracy of the inspection object, it takes too much measurement time, which is not practical for in-line measurement. Further, it is rare that the surface of an object is always flat. For example, when the object surface is irradiated with a laser beam at an angle of 45 °, a foreign substance is found on a convex portion of 1 μm on the surface of the object. In this case, the error of the detected position is 1 μm. It is difficult to irradiate an electron beam having a diameter of about 0.1 μm to a position having a size of several μm only by an error due to irregularities on the surface of the object.

【0011】以上のように、レーザ光源による異物の検
出位置に電子ビームを照射することを自動で行うことは
難しく、現状では、オペレータが走査型電子顕微鏡画像
を見ながら位置の補正を行っているのが実際である。
As described above, it is difficult to automatically irradiate the detection position of the foreign substance with the laser light source with the electron beam, and at present, the operator corrects the position while viewing the scanning electron microscope image. Is the fact.

【0012】本発明の目的は、物体表面上の微細な異物
の検出と分析とを短時間で自動的に行うことができ、半
導体製造ラインなどでのインライン計測にも適した異物
分析方法及び装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for analyzing foreign matter which can automatically detect and analyze minute foreign matter on the surface of an object in a short time and are suitable for in-line measurement in a semiconductor manufacturing line or the like. Is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の異物分析方法
は、検査対象の物体の表面に存在する異物を検出して分
析する異物分析方法であって、第1のスポットサイズの
レーザ光を用いて物体の表面を走査し、異物を検出して
当該異物の概略位置を求める第1の工程と、第1のスポ
ットサイズよりも小さく、かつ動径方向にレーザ光強度
が変化する第2のスポットサイズのレーザ光を用い、概
略位置の近傍で前記第2のスポットサイズのレーザ光を
走査し、第2のスポットサイズよりも高い位置精度で異
物の精測位置を求める第2の工程と、精測位置の近傍で
電子ビームを走査し、異物の分析を行う第3の工程とを
有する。
A foreign matter analysis method according to the present invention is a foreign matter analysis method for detecting and analyzing foreign matter present on the surface of an object to be inspected, wherein the foreign matter analysis method uses a laser beam having a first spot size. A first step of scanning the surface of an object to detect a foreign substance and obtaining an approximate position of the foreign substance, and a second spot smaller than the first spot size and having a laser beam intensity changing in a radial direction. A second step of scanning the laser light of the second spot size in the vicinity of the approximate position using the laser light of the size, and obtaining a precise measurement position of the foreign matter with a position accuracy higher than the second spot size; A third step of scanning the electron beam near the measurement position and analyzing foreign matter.

【0014】この異物分析方法において、第3の工程と
しては、二次電子像の観測による異物の形状分析と、電
子ビームの照射に伴って発生するX線のエネルギ分析に
よる異物の成分分析とを少なくとも含む工程を用いるこ
とができる。また、物体を移動ステージ上に載置し、移
動ステージを駆動制御することによって第1の工程及び
第2の工程でのレーザ光の走査を行い、第3の工程で
は、位置決め後、移動ステージを動かさない状態で電子
ビームの走査を行うことができる。
In this foreign matter analysis method, the third step includes analyzing the shape of the foreign matter by observing a secondary electron image and analyzing the component of the foreign matter by analyzing the energy of X-rays generated by the irradiation of the electron beam. Steps that include at least can be used. Further, the object is placed on the moving stage, and scanning of the laser light is performed in the first step and the second step by controlling the driving of the moving stage. In the third step, after positioning, the moving stage is moved. Scanning of the electron beam can be performed without moving.

【0015】本発明の異物分析装置は、真空容器を有
し、検査対象の物体の表面に存在する異物を検出して分
析する異物分析装置であって、真空容器内に、物体を載
置して位置決めする位置決め手段と、第1のスポットサ
イズで物体にレーザ光を照射する第1のレーザ光源と、
第1のスポットサイズよりも小さい第2のスポットサイ
ズで物体にレーザ光を照射する第2のレーザ光源と、物
体の表面の異物によって散乱されたレーザ光を検出する
レーザ検出器と、物体の表面に電子ビームを照射する電
子銃と、電子ビームによる二次電子を検出する二次電子
検出器と、電子ビームを照射したことにより発生するX
線を検出してそのX線のエネルギを測定するX線検出器
とが設けられ、物体上へのレーザ光の照射によって異物
の存在が確認された位置に、電子ビームの照射が行われ
る。
The foreign substance analyzer according to the present invention is a foreign substance analyzer having a vacuum vessel for detecting and analyzing a foreign substance present on the surface of an object to be inspected, wherein the object is placed in the vacuum vessel. A first laser light source that irradiates an object with laser light at a first spot size;
A second laser light source for irradiating the object with laser light at a second spot size smaller than the first spot size, a laser detector for detecting laser light scattered by foreign matter on the surface of the object, and a surface of the object An electron gun for irradiating an electron beam, a secondary electron detector for detecting secondary electrons by the electron beam, and X generated by irradiating the electron beam.
An X-ray detector is provided for detecting a ray and measuring the energy of the X-ray, and an electron beam is applied to a position where the presence of a foreign substance is confirmed by irradiation of the object with a laser beam.

【0016】本発明の異物分析装置では、第1のレーザ
光源からのレーザ光と第2のレーザ光が同軸であるよう
にすることができ、その場合には、第1のレーザ光源と
第2のレーザ光源が、相互の位置関係を変化させないよ
うに組み合わされ、かつ、位置決め手段の移動平面に対
して平行な軸を回転軸として一体的に回動できるように
真空容器に取り付けられているようにすることができ、
さらに、第1のレーザ光源と第2のレーザ光源とからな
る組み合わせを、軸の延びる方向に複数配置することも
できる。
In the foreign matter analyzer of the present invention, the laser light from the first laser light source and the second laser light can be made coaxial. In this case, the first laser light source and the second laser light The laser light sources are combined so as not to change the mutual positional relationship, and are attached to the vacuum vessel so as to be integrally rotatable about an axis parallel to the moving plane of the positioning means as a rotation axis. Can be
Further, a plurality of combinations of the first laser light source and the second laser light source can be arranged in the direction in which the axis extends.

【0017】また、本発明の異物分析装置では、物体に
対する第1のレーザ光源からレーザ光の照射角度と第2
の光源からレーザ光の照射角度が異なるようにしてもよ
く、その場合には、物体に対する第1のレーザ光源から
レーザ光の照射角度と第2の光源からのレーザ光の照射
角度の一方が、物体に対する電子ビームの照射角度と同
一であるようにしてもよい。
Further, in the foreign substance analyzing apparatus according to the present invention, the irradiation angle of the laser light from the first laser light source to the object and the second irradiation angle of the laser light are determined.
Irradiation angle of the laser light from the light source may be different, in that case, one of the irradiation angle of the laser light from the first laser light source and the irradiation angle of the laser light from the second light source to the object, The irradiation angle of the electron beam to the object may be the same.

【0018】さらに本発明の異物分析装置では、真空容
器内における第2のレーザ光源からのレーザ光の照射位
置と電子ビームの照射位置が同一であるようにすること
ができる。
Further, in the foreign substance analyzer of the present invention, the irradiation position of the laser beam from the second laser light source and the irradiation position of the electron beam in the vacuum vessel can be made the same.

【0019】さて、本発明は、異物検出に使用するレー
ザ光源をレーザ光のスポットサイズを変えて複数個用意
し、検出時間の高速化と位置精度の向上を図ったもので
ある。最初に、スポットサイズの大きな光源で物体表面
の全面を走査してしまい、表面上に存在する異物の位置
の概略を把握し、次にスポットサイズの小さい光源を用
いて、異物が存在している部分のみを精度良く測定する
ことにより、高速化と位置精度の向上とを実現すること
ができる。その際、小さい方のスポットサイズを例えば
10μmとすると、レーザ光の強度は、このスポットサ
イズの中で一様ではなく、中心で強く周辺で弱いガウス
型分布となる。このため、小さい方のスポットサイズよ
りさらに細かい精度で、異物の位置を精度よく求めるこ
とが可能になる。
In the present invention, a plurality of laser light sources to be used for foreign object detection are prepared by changing the spot size of the laser light, and the detection time is increased and the position accuracy is improved. First, the entire surface of the object surface is scanned with a light source having a large spot size, and the outline of the position of the foreign substance existing on the surface is grasped. Then, the foreign substance is present using a light source having a small spot size. By measuring only the portion with high accuracy, it is possible to realize a high speed and an improvement in position accuracy. At this time, if the smaller spot size is, for example, 10 μm, the intensity of the laser beam is not uniform among the spot sizes, but has a Gaussian distribution that is strong at the center and weak at the periphery. For this reason, the position of the foreign matter can be obtained with higher precision than the smaller spot size.

【0020】また、検査対象の物体の表面に凹凸があっ
た場合、照射角度に起因する誤差があるので、異なる照
射角度の光源からの検出位置は一致しない。本発明で
は、この不一致を積極的に利用し、一致しない距離と照
射角度との差から、検出位置の誤差の補正を行ってもよ
い。さらに本発明では、物体の表面上の異物が存在する
位置に関する情報(異物が存在する位置の情報、異物が
存在している可能性が高い部分の情報、物体上の分析を
したいと考えている部分の情報など)を記録媒体などに
予め格納しておき、この情報を記録媒体から読み出して
自動的に異物の検出・分析を行うようにすることもでき
る。
Further, when the surface of the object to be inspected has irregularities, there is an error caused by the irradiation angle, and the detection positions from the light sources having different irradiation angles do not match. In the present invention, this discrepancy may be positively used to correct the error in the detection position based on the difference between the disparity distance and the irradiation angle. Further, in the present invention, it is desired to analyze information on the position of the foreign substance on the surface of the object (information on the position where the foreign substance is present, information on a portion where the foreign substance is likely to be present, and analysis on the object). It is also possible to store in advance a part of the information on a recording medium or the like, read this information from the recording medium, and automatically detect and analyze a foreign substance.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して、説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0022】《第1の実施の形態》図2は、本発明の第
1の実施の形態の異物分析装置の構成を示す斜視図であ
る。ここでは、半導体集積回路ウェハを検査の対象とし
て説明を行う。
<< First Embodiment >> FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a foreign substance analyzer according to a first embodiment of the present invention. Here, a description will be given with a semiconductor integrated circuit wafer as an inspection target.

【0023】検査対象のウェハ11は、XYの両方向に
ウェハ11を移動できるXYステージ21上に載置され
ている。XYステージ21には、X方向の移動量や位置
を計測するためのX方向エンコーダ22aとY方向の移
動量や位置を計測するためのY方向エンコーダ22bが
取り付けられている。各エンコーダ22a,22bに代
えて、レーザ干渉計によって位置を計測するようにして
もよい。このXYテーブル21は、不図示の真空容器内
でその真空容器の底部に配置されており、この真空容器
には、スポットサイズの小さな(例えば10μm)レー
ザビームの光源であるレーザ光源32と、スポットサイ
ズの大きな(例えば1000μm)レーザビームの光源
であるレーザ光源33と、電子線源として使用される走
査型電子銃41と、電子線が照射されたウェハ11から
のX線を検出するエネルギ分散型X線検出器42と、電
子線が照射されたウェハ11からの二次電子を検出する
二次電子検出器43とを備えており、レーザ光源32か
らのレーザ光とレーザ光源33からのレーザ光が同軸と
なってウェハ11の同じ場所に同じ角度で当たるよう
に、レーザ光源32,33は相互に組み合わされて配置
している。1つのレーザ光源を用い、光学系での絞りな
ど調節することによって、大きなスポットサイズのレー
ザ光と小さなスポットサイズのレーザ光とを選択的にウ
ェハ11に照射できるようにしてもよい。なお、走査型
電子銃41とは、従来の技術で述べたものと同様に、例
えば、数μm四方の領域でウェハ11の表面を細く絞っ
た電子ビームで走査できるもののことである。
The wafer 11 to be inspected is placed on an XY stage 21 which can move the wafer 11 in both the XY directions. The XY stage 21 is provided with an X-direction encoder 22a for measuring the movement amount and position in the X direction and a Y-direction encoder 22b for measuring the movement amount and position in the Y direction. Instead of the encoders 22a and 22b, the position may be measured by a laser interferometer. The XY table 21 is disposed in a vacuum vessel (not shown) at the bottom of the vacuum vessel. The vacuum vessel has a laser light source 32 as a light source of a laser beam having a small spot size (for example, 10 μm), and a spot light source. A laser light source 33 which is a light source of a laser beam having a large size (for example, 1000 μm), a scanning electron gun 41 used as an electron beam source, and an energy dispersive type which detects X-rays from the wafer 11 irradiated with the electron beams. An X-ray detector 42 and a secondary electron detector 43 for detecting secondary electrons from the wafer 11 irradiated with the electron beam are provided. The laser light from the laser light source 32 and the laser light from the laser light source 33 are provided. The laser light sources 32 and 33 are arranged so as to be coaxial with each other and hit the same location on the wafer 11 at the same angle. The laser beam having a large spot size and the laser beam having a small spot size may be selectively irradiated to the wafer 11 by using one laser light source and adjusting the aperture in the optical system. The scanning electron gun 41 is, for example, a scanning electron gun capable of scanning the surface of the wafer 11 with an electron beam which is narrowed down in a region of several μm square in the same manner as described in the related art.

【0024】真空容器内において、レーザ光源32,3
3からのレーザ光が照射される位置と走査型電子銃41
からの電子ビームが照射される位置は異なっており、ウ
ェハ11は不図示の制御駆動装置によりXYステージ2
1を駆動することによって、これら2つの位置間を移動
し、所定の照射位置に位置決めされる。
In the vacuum vessel, laser light sources 32, 3
3 and the scanning electron gun 41
The position where the electron beam is irradiated from the XY stage 2 is changed by a control driving device (not shown).
Driving 1 moves between these two positions and is positioned at a predetermined irradiation position.

【0025】次に、この異物分析装置を用いた異物の検
出及び分析動作について説明する。
Next, the operation of detecting and analyzing a foreign substance using the foreign substance analyzing apparatus will be described.

【0026】まず、制御駆動装置(不図示)によりXY
ステージ21をXY方向に動かしながら、スポットサイ
ズの大きいレーザ光源33よりレーザ光をウェハ11に
照射する。レーザ光がウェハ11の全面を走査できるよ
うにXYステージ21を動かし、異物からの散乱光がレ
ーザ検出器34で観測されたときのX方向エンコーダ2
2a及びY方向エンコーダ22bの読みを、散乱光が検
出されるごとに記憶しておく。このとき、用いるレーザ
光源33のスポットサイズが1000μm程度の大きい
ものとし、ステージの移動ピッチも1000μmにすれ
ば、ウェハ11全面を移動させる時間は1〜2分程度で
あり、ウェハ11上の異物検出マップを高速に得ること
ができる(この例の場合、異物検出マップのメッシュは
1000μm)。ただし、ウェハ11の全面検査を高速
に行える半面、検出された異物は1000μm×100
0μmの範囲の中では、どこに位置するかはわからな
い。
First, XY by a control driving device (not shown).
While moving the stage 21 in the X and Y directions, the wafer 11 is irradiated with laser light from a laser light source 33 having a large spot size. The XY stage 21 is moved so that the laser light can scan the entire surface of the wafer 11, and the X-direction encoder 2 when the scattered light from the foreign matter is observed by the laser detector 34.
2a and the reading of the Y-direction encoder 22b are stored each time scattered light is detected. At this time, if the spot size of the laser light source 33 used is as large as about 1000 μm, and the moving pitch of the stage is also set at 1000 μm, the time required to move the entire surface of the wafer 11 is about 1 to 2 minutes. A map can be obtained at high speed (in this example, the mesh of the foreign matter detection map is 1000 μm). However, although the entire surface of the wafer 11 can be inspected at high speed, the detected foreign matter is 1000 μm × 100
Within the range of 0 μm, it is not known where it is located.

【0027】次に、レーザ光源33を消灯し、スポット
サイズの小さい(例えば10μm程度)レーザ光源32
よりレーザ光をウエハ11に照射する。さきほど記憶し
たウェハ上の1000μm×1000μmの範囲内をレ
ーザ光が走査できるようにXYステージ21を動かし、
異物からの散乱光がレーザ検出器34で観測されたとき
のX方向エンコーダ22a及びY方向エンコーダ22b
の読みを改めて記憶する。このとき、XYステージ21
の移動ピッチをレーザ光源32のスポットサイズと同程
度の10μmにすれば、1000μm×1000μmの
範囲を移動させる時間は30秒程度である。この段階
で、検出された異物は10μm×10μmの範囲の中に
位置する。
Next, the laser light source 33 is turned off, and the laser light source 32 having a small spot size (for example, about 10 μm) is turned off.
The laser beam is applied to the wafer 11. The XY stage 21 is moved so that the laser beam can scan the area of 1000 μm × 1000 μm on the wafer stored earlier,
X-direction encoder 22a and Y-direction encoder 22b when scattered light from a foreign substance is observed by laser detector 34
Is memorized again. At this time, the XY stage 21
Is set to 10 μm, which is about the same as the spot size of the laser light source 32, the time for moving in the range of 1000 μm × 1000 μm is about 30 seconds. At this stage, the detected foreign matter is located within a range of 10 μm × 10 μm.

【0028】次に、10μm×10μmの範囲内に位置
決めされた異物に対して、レーザ光源32よりレーザ光
を照射し、XYステージ21の移動ピッチを1μmにす
る。レーザ光源32のスポットサイズは10μmであっ
ても、一般的に、レーザ光の強度分布はこのスポット内
で一定ではなく、ある分布(ガウシアン分布)をもち、
中心に行けば行くほど強度が強くなる。したがって、レ
ーザ検出器34で観測される異物からの散乱光強度が最
大になるときにXYステージ21を止めれば、1μm×
lμmの範囲内に異物を位置決めすることができる。1
0μm×10μmの範囲を1μmピッチで移動させる時
間は3秒程度である。
Next, a laser beam is irradiated from the laser light source 32 to the foreign substance positioned within the range of 10 μm × 10 μm, and the moving pitch of the XY stage 21 is set to 1 μm. Even if the spot size of the laser light source 32 is 10 μm, generally, the intensity distribution of the laser light is not constant within this spot, but has a certain distribution (Gaussian distribution).
The more you go to the center, the stronger the strength. Therefore, if the XY stage 21 is stopped when the intensity of the scattered light from the foreign substance observed by the laser detector 34 is maximized, 1 μm ×
Foreign matter can be positioned within the range of 1 μm. 1
The time required to move a range of 0 μm × 10 μm at a pitch of 1 μm is about 3 seconds.

【0029】以上の操作によって、1μm×1μmの範
囲内に検出した異物を位置決めすることができる。そし
て、この1μm×1μmの範囲に対し走査型電子銃41
で電子ビームを照射して走査することにより、この範囲
内の成分分析をエネルギ分散型X線検出器42を用いて
1分程度で行うことができる。また、電子ビーム照射に
よって、特性X線と共に発生する二次電子を二次電子検
出器43で検出すれば、二次電子像(すなわち、走査型
電子顕微鏡像)を得ることができる。
By the above operation, the detected foreign matter can be positioned within a range of 1 μm × 1 μm. The scanning electron gun 41 is applied to this 1 μm × 1 μm range.
By irradiating and scanning with an electron beam, the component analysis within this range can be performed in about one minute using the energy dispersive X-ray detector 42. Further, if secondary electrons generated together with characteristic X-rays by electron beam irradiation are detected by the secondary electron detector 43, a secondary electron image (that is, a scanning electron microscope image) can be obtained.

【0030】以上の操作によって、ウェハ上の異物検
出、分析を、高速に(例えば、ウェハ上に異物が5〜6
個あった場合、分析結果を得るまでで10分以内)自動
で(上記の操作でオペレータが判断を下さなければいけ
ない要素は全くない)行うことができる。
By the above operation, foreign substance detection and analysis on the wafer can be performed at high speed (for example, when foreign substance
If there are, the analysis can be performed automatically (within 10 minutes until the analysis result is obtained) (there is no element for which the operator has to make a decision in the above operation).

【0031】《第2の実施の形態》次に、本発明の第2
の実施の形態について説明する。図3は、この第2の実
施の形態での異物分析装置の構成を示す斜視図である。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the foreign substance analyzer according to the second embodiment.

【0032】第2の実施の形態の異物分析装置は、図2
を用いて上述した第1の実施の形態の異物分析装置をほ
ぼ同様の構成のものであるが、レーザ光源32,33か
ら照射されるレーザ光を任意の1方向に走査できるよう
になっている点で相違する。すなわち、第1の実施の形
態では、レーザ光源32,33は真空容器に固定されて
いたのに対し、この第2の実施の形態では、レーザ光源
32,33は、相互の位置関係を変化させないように組
み合わされ、かつ、これらレーザ光源32,33の組み
合わせが1点を支持点としてXY平面に平行な軸の周り
を回動できるように、真空容器に取り付けられている。
このように構成することにより、各レーザ光源32,3
3からのレーザ光はウェハ11上で走査線35を描くこ
とになり、このようなレーザ光によりウェハ11上面を
1方向に走査しながら異物の検出を実施すれば、異物を
検出するに必要な時間を短縮することができる。この第
2の実施の形態において、レーザ光源32,33を回動
軸の延びる方向に1列に整列して複数配置することによ
り、ウェハ11上面を走査するに必要な時間は、レーザ
光源の組合せ(レーザ光源32とレーザ光源33の組合
せ)の数に反比例させて短縮させることが可能になる。
第2の実施の形態での異物の検出と分析は、上述の第1
の実施の形態での場合と同様に行なわれる。
The foreign substance analyzer according to the second embodiment has the structure shown in FIG.
Although the foreign matter analyzer of the first embodiment described above has almost the same configuration using the laser light source, the laser light emitted from the laser light sources 32 and 33 can be scanned in any one direction. Differs in that That is, in the first embodiment, the laser light sources 32 and 33 are fixed to the vacuum vessel, whereas in the second embodiment, the laser light sources 32 and 33 do not change the mutual positional relationship. The laser light sources 32 and 33 are attached to a vacuum container so that the combination of these laser light sources 32 and 33 can rotate around an axis parallel to the XY plane with one point as a support point.
With this configuration, each of the laser light sources 32, 3
The laser light from 3 draws a scanning line 35 on the wafer 11, and if the detection of foreign matter is performed while scanning the upper surface of the wafer 11 in one direction with such a laser light, it is necessary to detect the foreign matter. Time can be reduced. In the second embodiment, by arranging a plurality of laser light sources 32 and 33 in a line in the direction in which the rotation axis extends, the time required for scanning the upper surface of the wafer 11 can be reduced by a combination of the laser light sources. (The combination of the laser light source 32 and the laser light source 33) can be shortened in inverse proportion to the number.
The detection and analysis of a foreign substance in the second embodiment is performed in accordance with the first embodiment.
This is performed in the same manner as in the embodiment.

【0033】《第3の実施の形態》次に、本発明の第3
の実施の形態について説明する。図4は、この第3の実
施の形態での異物分析装置の構成を示す斜視図である。
<< Third Embodiment >> Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the foreign substance analyzer according to the third embodiment.

【0034】第3の実施の形態の異物分析装置は、図2
を用いて上述した第1の実施の形態の異物分析装置とほ
ぼ同様の構成のものであるが、用いる複数のレーザ光源
の物体(ここではウェハ11)に対する照射角度を、そ
れぞれ変えた点である。すなわち第1の実施の形態で
は、物体(ウェハ11)から見たレーザ光源32,33
の角度は同一であるが、この実施の形態では、レーザ光
源32からのレーザ光は角度θ1でウェハ11を照射
し、レーザ光源33からのレーザ光は角度θ2でウェハ
11を照射するように、各レーザ光源32,33は真空
容器に取り付けられている。
The foreign substance analyzer according to the third embodiment is similar to that shown in FIG.
The configuration is almost the same as that of the foreign substance analyzer of the first embodiment described above, except that the irradiation angles of a plurality of laser light sources to be used on the object (the wafer 11 in this case) are respectively changed. . That is, in the first embodiment, the laser light sources 32 and 33 viewed from the object (wafer 11) are used.
Are the same, but in this embodiment, the laser light from the laser light source 32 irradiates the wafer 11 at an angle θ 1 and the laser light from the laser light source 33 irradiates the wafer 11 at an angle θ 2. Each of the laser light sources 32 and 33 is attached to a vacuum container.

【0035】一般に、半導体集積回路ウェハは、その製
造工程が進めば進むほど、ウェハ表面に作成される配線
や膜などが複雑になるので、表面の凹凸も目立ってく
る。したがって、例えば図5に示すように、ウェハ11
表面のtだけ厚みがある部分に異物12がある場合、凸
部がない場合に比ベて、レーザ光源32による検出では
△x1、レーザ光源33による検出では△x2だけ位置ず
れが生じる。2つのレーザ光源32,33の同じ異物1
2に対する検出位置は、照射角度をそれぞれθ1とθ2
変えると、凸部上に異物12がある場合、△x(=Δx
2−Δx1)のずれが観測される。ここで、観測された△
xと、既知である角度θ12より、レーザ光による異
物検出位置から実際に走査型電子銃41によって電子ビ
ームが照射される位置を補正(レーザ光源32の検出位
置からだと△x1、レーザ光源33の検出位置からだと
△x2)することができる。以下に、その計算を説明す
る。
Generally, as the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit wafer progresses, wiring and films formed on the surface of the wafer become more complicated, so that the surface irregularities become more conspicuous. Therefore, for example, as shown in FIG.
When the foreign matter 12 is present in a portion having a thickness of t on the surface, there is a displacement of Δx 1 in the detection by the laser light source 32 and Δx 2 in the detection of the laser light source 33 as compared with the case where there is no convex portion. Same foreign object 1 of two laser light sources 32 and 33
When the irradiation angle is changed to θ 1 and θ 2 respectively, when the foreign matter 12 is on the convex portion, Δx (= Δx
2 −Δx 1 ) is observed. Here, the observed △
From x and the known angles θ 1 and θ 2 , the position where the electron beam is actually irradiated by the scanning electron gun 41 from the foreign matter detection position by the laser light is corrected (△ x 1 from the detection position of the laser light source 32). △ x 2 ) from the detection position of the laser light source 33. The calculation will be described below.

【0036】レーザ光源32による位置ずれ△x1と照
射角度θ1及び表面凸部の厚さtとの関係式は次式で与
えられる。
The relational expression between the positional shift Δx 1 by the laser light source 32, the irradiation angle θ 1 and the thickness t of the surface convex portion is given by the following expression.

【0037】tan θ1=t/△x1 …(1) 同様に、レーザ光源33による位置ずれ△x2と照射角
度θ2及び表面凸部の厚さtとの関係式は次式で与えら
れる。
Tan θ 1 = t / △ x 1 (1) Similarly, the relational expression between the displacement Δx 2 by the laser light source 33, the irradiation angle θ 2 and the thickness t of the surface convex portion is given by the following expression. Can be

【0038】tan θ2=t/△x2 …(2) 一方、観測されるずれ△xは次式で表すことができる。Tan θ 2 = t / △ x 2 (2) On the other hand, the observed shift Δx can be expressed by the following equation.

【0039】△x=△x2−△x1 …(3) レーザ光源32を用いた検出位置からの補正値は△x1
であり、レーザ光源33を用いた検出位置からの補正値
は△x2であり、上式よりtを消去することにより、各
補正値を求めることができる。
△ x = △ x 2- △ x 1 (3) The correction value from the detection position using the laser light source 32 is △ x 1
The correction value from the detection position using the laser light source 33 is Δx 2 , and each correction value can be obtained by eliminating t from the above equation.

【0040】 △x1=△x・tan θ2/(tan θ1−tan θ2), △x2=△x・tan θ1/(tan θ1−tan θ2) …(4) 走査型電子銃41からの電子ビームがほぼ垂直にウェハ
11に照射されるとすれば、上述の各補正値△x1,△x
2に基づいて異物の位置の補正を行えばよいし、また、
走査型電子銃41から電子ビームの照射角度とビームス
ポットが小さい方のレーザ光源32の照射角度を同一に
すれば、レーザ光源32による検出位置とレーザ光源3
3による検出位置とのずれ△xがそのまま補正値とな
る。
Δx 1 = Δx · tan θ 2 / (tan θ 1 −tan θ 2 ), Δx 2 = Δx · tan θ 1 / (tan θ 1 −tan θ 2 ) (4) scanning type Assuming that the electron beam from the electron gun 41 irradiates the wafer 11 almost vertically, the above-described correction values Δx 1 and Δx
It is sufficient to correct the position of the foreign substance based on 2 and
If the irradiation angle of the electron beam from the scanning electron gun 41 and the irradiation angle of the laser light source 32 having the smaller beam spot are the same, the detection position of the laser light source 32 and the laser light source 3
The deviation Δx from the detection position due to 3 becomes the correction value as it is.

【0041】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、上述の各実施の形態では、すべて、真空容器内に
おける別の場所で、レーザ光による異物検出と電子ビー
ムによる異物分析とが行われている。電子ビームによる
走査範囲が微細であることから、XYステージ21の位
置再現性には高い精度が要求される。例えば、電子ビー
ムの走査範囲が1μm×1μmの範囲であれば、XYス
テージ21の位置再現性には1μm以下の高精度が要求
され、このように位置再現性の精度を向上させるため
に、XYステージ21をゆっくり動かす必要が生じる場
合がある。これに対し、真空容器内におけるレーザ光に
よる異物検出部分と電子ビームによる異物分析部分を分
けず、物体のレーザ光照射位置と電子ビーム照射位置を
一致させるように各装置を設置すれば、測定時間を高速
に保つことができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, in each of the above-described embodiments, foreign substance detection using a laser beam and foreign substance analysis using an electron beam are performed at different places in a vacuum vessel. ing. Since the scanning range by the electron beam is minute, high accuracy is required for the position reproducibility of the XY stage 21. For example, if the scanning range of the electron beam is 1 μm × 1 μm, a high accuracy of 1 μm or less is required for the position reproducibility of the XY stage 21. The stage 21 may need to be moved slowly. On the other hand, if each device is installed so that the laser beam irradiation position and the electron beam irradiation position of the object are the same, without separating the foreign matter detection portion by the laser beam and the foreign matter analysis portion by the electron beam in the vacuum vessel, the measurement time can be reduced. Can be kept fast.

【0042】また、上述の各実施の形態では、半導体ウ
ェハの全面検査を念頭において説明を行ったが、別の異
物検出装置で測定した結果の座標データや異物サイズデ
ータ、物体上に異物の在在する可能性が高いと思われる
部分や、特に物体上の分析をしたいと考えている部分の
データなどを、あらかじめ磁気ディスクなどの記録媒体
などを通じて認識できるようにすれば、さらに高速で異
物分析を自動で行うことができる。
In each of the above-described embodiments, the description has been made with an overall inspection of a semiconductor wafer in mind. However, coordinate data and foreign substance size data obtained as a result of measurement by another foreign substance detection device, and the presence of foreign substances If it is possible to recognize in advance the data that is likely to be present, and especially the data of the part that you want to analyze on the object, through a recording medium such as a magnetic disk, foreign matter analysis can be performed even faster. Can be performed automatically.

【0043】さらに本発明では、物体表面の異物を分析
する方法は、電子ビーム照射によって発生する特性X線
をエネルギ分散X線検出器で分析する方法に限定される
ものではなく、例えば、オージェ電子分光分析を行うよ
うな構成としてもよい。上述の各実施の形態では、二次
電子像を観測して異物の形状の観察を行っているが、真
空容器内の真空度が10Pa程度と低い場合には、反射
電子検出器を用いて観察像を得るようにすれば、上述の
場合とほぼ同様の効果が得られる。
Further, in the present invention, the method of analyzing foreign matter on the surface of an object is not limited to the method of analyzing characteristic X-rays generated by electron beam irradiation with an energy dispersive X-ray detector. It is good also as a structure which performs a spectroscopic analysis. In each of the embodiments described above, the shape of the foreign substance is observed by observing the secondary electron image. However, when the degree of vacuum in the vacuum vessel is as low as about 10 Pa, the observation is performed using the backscattered electron detector. If an image is obtained, substantially the same effect as in the case described above can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、物体の表
面上に付着した異物の検出、観察、成分分析を簡単な操
作ないし自動的に行うことができるようにしたことによ
り、半導体デバイス製造工程ライン内などで、異物の検
出と分析および形状把握を容易、短時間に実施すること
ができるようになるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the detection, observation, and component analysis of a foreign substance adhering to the surface of an object can be performed easily or automatically, thereby enabling semiconductor device manufacturing. In a process line or the like, there is an effect that it is possible to easily detect and analyze a foreign substance and to grasp the shape thereof in a short time.

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

【図1】従来の異物分析装置の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a conventional foreign substance analyzer.

【図2】本発明の第1の実施の形態の異物分析装置の構
成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a foreign substance analyzer according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態の異物分析装置の構
成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of a foreign substance analyzer according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態の異物分析装置の構
成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a foreign substance analyzer according to a third embodiment of the present invention.

【図5】第3の実施の形態を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ウェハ 12 異物 21 XYステージ 22a X方向エンコーダ 22b Y方向エンコーダ 24 XYθステージ 31 異物検査装置 32 レーザ光源(スポットサイズの小さい光源) 33 レーザ光源(スポットサイズの大きい光源) 34 レーザ検出器 35 レーザ光の走査線 41 走査型電子銃 42 エネルギ分散型X線検出器 43 二次電子検出器 Reference Signs List 11 wafer 12 foreign matter 21 XY stage 22a X-direction encoder 22b Y-direction encoder 24 XYθ stage 31 Foreign matter inspection device 32 Laser light source (light source with small spot size) 33 Laser light source (light source with large spot size) 34 Laser detector 35 Laser light source Scanning line 41 Scanning electron gun 42 Energy dispersive X-ray detector 43 Secondary electron detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 H01L 21/66 L (72)発明者 本間 孝治 東京都東大和市立野2丁目703番地 株式 会社ケミトロニクス内 (72)発明者 土屋 政義 神奈川県横浜市緑区十日市場町871−8 株式会社シグマテック内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/66 H01L 21/66 L (72) Inventor Koji Honma 2-703 Tachino, Higashiyamato-shi, Tokyo Inside Chemitronics Co., Ltd. ( 72) Inventor Masayoshi Tsuchiya 871-8 Tokaichiba-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Sigma Tech Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象の物体の表面に存在する異物を
検出して分析する異物分析方法であって、 第1のスポットサイズのレーザ光を用いて前記物体の表
面を走査し、異物を検出して当該異物の概略位置を求め
る第1の工程と、 前記第1のスポットサイズよりも小さく、かつ動径方向
にレーザ光強度が変化する第2のスポットサイズのレー
ザ光を用い、前記概略位置の近傍で前記第2のスポット
サイズのレーザ光を走査し、前記第2のスポットサイズ
よりも高い位置精度で前記異物の精測位置を求める第2
の工程と、 前記精測位置の近傍で電子ビームを走査し、前記異物の
分析を行う第3の工程とを有する異物分析方法。
1. A foreign matter analyzing method for detecting and analyzing foreign matter present on the surface of an object to be inspected, wherein the foreign matter is detected by scanning the surface of the object using a laser beam having a first spot size. A first step of obtaining a rough position of the foreign matter, and using the laser light of a second spot size smaller than the first spot size and having a laser light intensity changing in a radial direction, Is scanned with the laser light of the second spot size in the vicinity of the second spot size, and the second measurement position of the foreign matter is obtained with higher positional accuracy than the second spot size.
And a third step of scanning the electron beam near the precise measurement position to analyze the foreign matter.
【請求項2】 前記第3の工程が、二次電子像の観測に
よる前記異物の形状分析と、前記電子ビームの照射に伴
って発生するX線のエネルギ分析による前記異物の成分
分析とを少なくとも含む、請求項1に記載の異物分析方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the third step includes at least analyzing the shape of the foreign matter by observing a secondary electron image and analyzing the component of the foreign matter by analyzing the energy of X-rays generated by the irradiation of the electron beam. The foreign matter analysis method according to claim 1, wherein the method includes:
【請求項3】 前記物体を移動ステージ上に載置し、前
記移動ステージを駆動制御することによって前記第1の
工程及び第2の工程での前記レーザ光の走査を行い、前
記第3の工程では、位置決め後、前記移動ステージを動
かさない状態で前記電子ビームの走査を行う請求項1ま
たは2に記載の異物分析方法。
3. The step of placing the object on a moving stage and controlling the driving of the moving stage to perform scanning of the laser light in the first and second steps, and the third step 3. The method according to claim 1, wherein after the positioning, the scanning of the electron beam is performed without moving the moving stage.
【請求項4】 真空容器を有し、検査対象の物体の表面
に存在する異物を検出して分析する異物分析装置であっ
て、 前記真空容器内に、前記物体を載置して位置決めする位
置決め手段と、第1のスポットサイズで前記物体にレー
ザ光を照射する第1のレーザ光源と、前記第1のスポッ
トサイズよりも小さい第2のスポットサイズで前記物体
にレーザ光を照射する第2のレーザ光源と、前記物体の
表面の異物によって散乱されたレーザ光を検出するレー
ザ検出器と、前記物体の表面に電子ビームを照射する電
子銃と、前記電子ビームによる二次電子を検出する二次
電子検出器と、前記電子ビームを照射したことにより発
生するX線を検出してそのX線のエネルギを測定するX
線検出器とが設けられ、 前記物体上への前記レーザ光の照射によって異物の存在
が確認された位置に、前記電子ビームの照射が行われる
異物分析装置。
4. A foreign matter analyzing apparatus having a vacuum container, for detecting and analyzing foreign matter present on the surface of an object to be inspected, wherein the object is placed and positioned in the vacuum container. Means, a first laser light source for irradiating the object with laser light at a first spot size, and a second for irradiating the object with laser light at a second spot size smaller than the first spot size. A laser light source, a laser detector for detecting laser light scattered by foreign matter on the surface of the object, an electron gun for irradiating the surface of the object with an electron beam, and a secondary for detecting secondary electrons by the electron beam. An electron detector for detecting X-rays generated by irradiating the electron beam and measuring the energy of the X-rays;
A foreign matter analyzer, comprising: a line detector; and irradiating the electron beam to a position where the presence of the foreign matter is confirmed by the irradiation of the laser light onto the object.
【請求項5】 前記第1のレーザ光源からのレーザ光と
前記第2のレーザ光が同軸である請求項4に記載の異物
分析装置。
5. The foreign matter analyzer according to claim 4, wherein the laser light from the first laser light source and the second laser light are coaxial.
【請求項6】 前記第1のレーザ光源と前記第2のレー
ザ光源が、相互の位置関係を変化させないように組み合
わされ、かつ、前記位置決め手段の移動平面に対して平
行な軸を回転軸として一体的に回動できるように前記真
空容器に取り付けられている、請求項5に記載の異物分
析装置。
6. The first laser light source and the second laser light source are combined so as not to change a mutual positional relationship, and an axis parallel to a moving plane of the positioning means is used as a rotation axis. The foreign substance analyzer according to claim 5, wherein the foreign substance analyzer is attached to the vacuum container so as to be able to rotate integrally.
【請求項7】 前記第1のレーザ光源と前記第2のレー
ザ光源とからなる組み合わせが、前記軸の延びる方向に
複数配置している請求項6に記載の異物分析装置。
7. The foreign matter analyzer according to claim 6, wherein a plurality of combinations of the first laser light source and the second laser light source are arranged in a direction in which the axis extends.
【請求項8】 前記物体に対する前記第1のレーザ光源
からレーザ光の照射角度と前記第2の光源からレーザ光
の照射角度が異なる請求項4に記載の異物分析装置。
8. The foreign matter analyzer according to claim 4, wherein an irradiation angle of the laser light from the first laser light source to the object is different from an irradiation angle of the laser light from the second light source.
【請求項9】 前記物体に対する前記第1のレーザ光源
からレーザ光の照射角度と前記第2の光源からのレーザ
光の照射角度の一方が、前記物体に対する前記電子ビー
ムの照射角度と同一である請求項8に記載の異物分析装
置。
9. An irradiation angle of a laser beam from the first laser light source to the object and an irradiation angle of a laser beam from the second light source are the same as an irradiation angle of the electron beam to the object. A foreign matter analyzer according to claim 8.
【請求項10】 前記真空容器内における前記第2のレ
ーザ光源からのレーザ光の照射位置と前記電子ビームの
照射位置が同一である請求項4乃至9いずれか1項に記
載の異物分析装置。
10. The foreign matter analyzer according to claim 4, wherein the irradiation position of the laser beam from the second laser light source and the irradiation position of the electron beam in the vacuum vessel are the same.
【請求項11】 前記第1のレーザ光源からのレーザ光
を用いて前記異物の概略位置を求め、その後、前記第2
のレーザ光源からのレーザ光を用いて前記第2のスポッ
トサイズより高い位置精度で前記異物の精測位置を求
め、前記精測位置に基づいて前記電子ビームの照射を行
う請求項4乃至10いずれか1項に記載の異物分析装
置。
11. A rough position of the foreign matter is obtained by using a laser beam from the first laser light source, and then the second position is obtained.
11. A precise measurement position of the foreign matter is obtained with a position accuracy higher than the second spot size by using a laser beam from the laser light source, and irradiation of the electron beam is performed based on the precise measurement position. 2. The foreign substance analyzer according to claim 1.
【請求項12】 前記物体の表面上の異物が存在する位
置に関する情報が与えられ、前記情報に基づいて異物の
検出と分析を行う請求項4乃至10いずれか1項に記載
の異物分析装置。
12. The foreign matter analyzer according to claim 4, wherein information on a position of the foreign matter on the surface of the object is provided, and the foreign matter is detected and analyzed based on the information.
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