JP2000241319A - Method and device for preparing sample - Google Patents
Method and device for preparing sampleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハの表面近傍
欠陥を検出して解析するための試料作製方法および装置
に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for preparing a sample for detecting and analyzing defects near the surface of a wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造では良品を淀みなく生
産し続けることが求められる。生産個数が大量であるた
め、ある工程での不良発生が製品歩留りの低下に直接つ
ながり、採算に大きく影響する。しかし、全く不良品な
く生産できることは稀で、ある程度の不良品は必ず発生
する。このため、欠陥や異物、加工不良をいかに早期に
発見し、それらを低減するかが大きな課題となる。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, it is required to continue producing non-defective products without stagnation. Due to the large number of products produced, the occurrence of defects in a certain process directly leads to a decrease in product yield, which greatly affects profitability. However, it is rare that a product can be produced without any defective products, and some defective products always occur. For this reason, how to detect defects, foreign matter, and processing defects as early as possible and reduce them is a major issue.
【０００３】このため半導体装置の製造現場では、特定
のプロセス後やデバイス完成後には入念な検査が行なわ
れ、不良原因の追及と不良品の撲滅に注力している。実
際には、製造工程で定期的または定量数ごとにウェハや
デバイスを抜き取り、不良箇所の有無を検査している。
例えば各プロセスでの検査箇所と検査項目を予め決めて
おき、各ウェハに対して常にその検査箇所をモニタして
製造プロセスの異常を検出する方法や、完成後の回路パ
ターンの欠陥や異物などをウェハの広範囲にわたって検
査したり、動作確認を行ない、異常箇所があればそのデ
バイスを廃棄したり、異常原因を追及して対策する方法
が行なわれる。For this reason, in a semiconductor device manufacturing site, a careful inspection is performed after a specific process or after a device is completed, and an effort is made to find out the cause of the defect and eradicate the defective product. Actually, wafers or devices are periodically or periodically extracted in the manufacturing process and inspected for defective portions.
For example, the inspection locations and inspection items in each process are determined in advance, and the inspection locations are constantly monitored for each wafer to detect abnormalities in the manufacturing process. Inspection is performed over a wide range of the wafer, operation confirmation is performed, and if there is an abnormal portion, the device is discarded, and a method of pursuing the cause of the abnormality and taking measures is performed.
【０００４】しかし、このような半導体装置の不良発生
には、各種プロセスを行なう前のウェハ自身が有する表
面欠陥の存在が大きく影響していることが明らかになり
つつあり、プロセスを施す前のウェハ表面の評価が非常
に重要になっている。However, it is becoming clear that the existence of surface defects of the wafer itself before performing various processes greatly affects the occurrence of such a defect in the semiconductor device. Surface evaluation has become very important.
【０００５】ウェハ表面近傍に発生する欠陥にはＣＯＰ
（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉ
ｃｌｅｓ）欠陥やグロウイン（Ｇｒｏｗｎ−ｉｎ）欠陥
などがあり、特にＧｒｏｗｎ−ｉｎ欠陥は表面からの深
さが０．１から０．３μmに集中して発生している。こ
のような欠陥が存在するウェハにデバイスを形成する
と、ゲート酸化膜の絶縁破壊や接合リーク電流過多に起
因した不良品が多発するとされている。このため、半導
体装置製造に用いるウェハを事前に全面にわたって欠陥
の数や分布を計測し、欠陥が異常に多いウェハをあらか
じめ除外しておくことが、不良品を多発させない賢明な
策となる。Defects that occur near the wafer surface include COP
(Crystal Originated Parti
cles) defects and glow-in defects, and particularly, the grown-in defects are concentrated at a depth of 0.1 to 0.3 μm from the surface. It is said that when devices are formed on a wafer having such a defect, defective products frequently occur due to dielectric breakdown of a gate oxide film or excessive junction leakage current. For this reason, it is a wise measure not to increase the number of defective products to measure the number and distribution of defects on the entire surface of the wafer used in the manufacture of the semiconductor device in advance, and to exclude in advance the wafer having an abnormally large number of defects.
【０００６】しかし、存在する欠陥密度は、デバイス形
成領域である表面から深さ０．５μm程度までの面密度
に換算すると約１個／cm２となり、電子顕微鏡などの計
測手段を用いた欠陥検出では膨大な時間を要する。つま
り表面近傍欠陥をウェハの広範囲にわたって短時間で検
出することが大きな課題となる。However, the density of existing defects is approximately 1 / cm 2 when converted to a surface density from the surface, which is a device formation region, to a depth of about 0.5 μm, and it is difficult to detect defects using measuring means such as an electron microscope. It takes an enormous amount of time. In other words, it is a major problem to detect near-surface defects over a wide area of the wafer in a short time.
【０００７】最近、注目されている表面近傍微小欠陥計
測装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｄｅｆｅｃ
ｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ；以下、ＯＳＤＡと略記）は、上
記問題点を克服する装置であり、ウェハの広範囲にわた
って欠陥分布を非破壊かつ短時間で計測でき、ウェハ評
価に有力な装置となっている。[0007] Recently, an optical near-defect measuring device (Optical Shallow Defec) has attracted attention.
t Analysis (hereinafter abbreviated as OSDA) is an apparatus that overcomes the above-mentioned problems, and is capable of non-destructively measuring a defect distribution over a wide range of a wafer in a short time, and is an effective apparatus for wafer evaluation.
【０００８】図２はＯＳＤＡ装置３０の動作原理を説明
する図である。二種類のレーザ光源３１Ａ、３１Ｂから
発するレーザ光３２Ａ、３２Ｂ（例えば波長は５２３nm
と８１０nm）を反射鏡３３やレンズ３６によってウェハ
５に斜入射させ、ウェハ５をステージ７に乗せた状態で
並進および回転させながら上記レーザ光３２Ａ、３２Ｂ
をウェハ面に対してスパイラル状に走査させ、上記走査
に伴って欠陥３４から発生するパルス状の散乱光３５を
レンズ３６で集光し、波長別に光電子像倍管３７Ｂ、３
７Ｅで検出し、発生した座標情報と二波長の信号強度を
計算処理部３８に記録させる。また、カメラ３７Ａによ
ってウェハ５の表面形状を記録することができ、光電子
増倍管３７Ｅの前段には感度向上のために、光ガイド３
７Ｄを介してイメージインテンシファイア３７Ｃがあ
る。さらには光路途中に、ビーム平行化用レンズ３６や
反射鏡３３を設置している。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of operation of the OSDA device 30. Laser light 32A, 32B emitted from two types of laser light sources 31A, 31B (for example, the wavelength is 523 nm)
And 810 nm) are obliquely incident on the wafer 5 by the reflecting mirror 33 and the lens 36, and are translated and rotated while the wafer 5 is mounted on the stage 7 while the laser beams 32 A and 32 B
Is scanned spirally with respect to the wafer surface, and pulse-like scattered light 35 generated from the defect 34 due to the scanning is condensed by a lens 36.
7E, the generated coordinate information and the signal intensity of the two wavelengths are recorded in the calculation processing unit 38. Further, the surface shape of the wafer 5 can be recorded by the camera 37A, and a light guide 3 is provided in front of the photomultiplier tube 37E to improve sensitivity.
There is an image intensifier 37C via 7D. Further, a beam collimating lens 36 and a reflecting mirror 33 are provided in the middle of the optical path.
【０００９】計算処理部３８に蓄えられたデータによっ
て欠陥の面内分布、欠陥の深さ位置分布、欠陥の粒径分
布を求めることができる。計測可能な範囲は表面から深
さ１μm程度であり、深さ分解能約０．１μm、平面分解
能は１０nm程度である。従って、ウェハの表面近傍欠陥
を解析するにはＯＳＤＡ装置でウェハ表面を広範囲かつ
短時間に計測して、注目する所望の欠陥について電子顕
微鏡を用いて詳細に解析する方法が得策となる。The in-plane distribution of the defect, the depth position distribution of the defect, and the particle size distribution of the defect can be obtained from the data stored in the calculation processing section 38. The measurable range is about 1 μm in depth from the surface, the depth resolution is about 0.1 μm, and the plane resolution is about 10 nm. Therefore, in order to analyze defects near the surface of the wafer, a method of measuring the surface of the wafer in a wide range and in a short time with the OSDA apparatus and analyzing the desired defect of interest in detail using an electron microscope is effective.
【００１０】なお、ＯＳＤＡ装置のさらに詳細な説明や
測定例については、例えば「応用物理」（１９９７年）
第５５巻、３月号、第１０９頁から第１１０頁にかけて
解説されている（公知例１）。For a more detailed description of the OSDA device and a measurement example, see “Applied Physics” (1997).
Vol. 55, March issue, pages 109 to 110 (Known Example 1).
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上述したＯＳＤＡ装置
は、ウェハの広範囲にわたって表面近傍欠陥の数や分布
を短時間に検出することは可能であるが、欠陥の種類ま
では明らかにできない。また、注目する所望の欠陥につ
いて電子顕微鏡を用いて詳細に解析しようとしても、以
下の問題点のために所望の欠陥を的確に解析することは
困難であった。The above-described OSDA apparatus can detect the number and distribution of near-surface defects over a wide area of a wafer in a short time, but cannot clarify the types of defects. Further, even if an attempt is made to analyze in detail a desired defect of interest using an electron microscope, it has been difficult to accurately analyze the desired defect due to the following problems.
【００１２】（１）欠陥種同定の問題 ＯＳＤＡ装置によれば短時間にウェハの広範囲にわたっ
て表面近傍欠陥の数や分布などの情報が得られるもの
の、欠陥の種類や形状までは同定できない。そのため、
複数種ある欠陥のうち特定の欠陥種についての発生原因
の追及や、それらを低減させるための対策が打てないと
いう問題点を抱えている。(1) Problem of Defect Type Identification According to the OSDA apparatus, although information such as the number and distribution of near surface defects can be obtained in a wide area of a wafer in a short time, the type and shape of the defect cannot be identified. for that reason,
There is a problem that it is not possible to pursue the cause of occurrence of a specific defect type among a plurality of types of defects and to take measures for reducing them.
【００１３】（２）透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）試料の
作製上の問題 ＯＳＤＡ装置による計測の空間分解能が１０μm程度で
あるため、ＯＳＤＡ装置によって検出された欠陥を高分
解能のＴＥＭで解析しようとしても、サブμmの大きさ
の注目する表面近傍欠陥の位置をうまく特定することが
できない。特にＯＳＤＡで評価するウェハ表面は何ら印
やパターンのない平滑面であるため、ＯＳＤＡによって
欠陥のおおよその位置が明らかになっても、ＴＥＭ試料
にするための手がかりがない。(2) Problems in preparation of a transmission electron microscope (TEM) sample Since the spatial resolution of the measurement by the OSDA device is about 10 μm, even if a defect detected by the OSDA device is analyzed by a high-resolution TEM. However, the position of the near-surface defect of interest having a size of sub μm cannot be specified well. In particular, since the wafer surface evaluated by OSDA is a smooth surface without any mark or pattern, even if the approximate position of the defect is clarified by OSDA, there is no clue to use it as a TEM sample.
【００１４】また、ウェハ表面に平行な薄片をＴＥＭで
観察する従来の平面ＴＥＭ観察法は、観察可能な面積が
広いので、所望の欠陥部分を観察視野内に捉えうる確率
は高くなるが、平面方向からのみの観察となるため、表
面近傍欠陥を角度を変えて観察することができない。例
えば断面方向からの形状観察ができれば、欠陥種を的確
かつ正確に判断できるが、断面試料を作製する方法がな
い。In the conventional planar TEM observation method for observing a thin section parallel to the wafer surface with a TEM, the observable area is large, so that the probability that a desired defect portion can be captured in the observation field of view increases. Since the observation is performed only from the direction, it is not possible to observe the near-surface defect at different angles. For example, if the shape can be observed from the cross-sectional direction, the type of defect can be determined accurately and accurately, but there is no method for manufacturing a cross-sectional sample.
【００１５】つまり従来技術では、特定の表面近傍欠陥
を含む平面ＴＥＭ試料を作製して、ＴＥＭもしくはＳＴ
ＥＭ観察することが、表面近傍欠陥を解析する上で有効
な方法となるが、欠陥位置を正確に捉えた平面ＴＥＭ試
料を作製する方法、また、平面ＴＥＭ観察で得られた欠
陥について断面観察もできる試料の作製方法がなかっ
た。That is, according to the prior art, a planar TEM sample including a specific near-surface defect is prepared, and the TEM or ST is prepared.
Although EM observation is an effective method for analyzing near-surface defects, a method of producing a planar TEM sample that accurately captures the defect position, and a cross-sectional observation of a defect obtained by planar TEM observation are also available. There was no method for producing a sample that could be made.
【００１６】このような問題点も含んで、ＯＳＤＡ法に
よって短時間に得られた欠陥位置情報を利用して、特定
位置の所望の欠陥について欠陥種同定ができる試料作製
方法および試料作製装置が望まれていた。In consideration of such problems, a sample preparation method and a sample preparation apparatus capable of identifying a defect type for a desired defect at a specific position by using defect position information obtained in a short time by the OSDA method are desired. Was rare.
【００１７】上述の諸課題に鑑み、本発明の第１の目的
は、ウェハの表面近傍欠陥検査で検出した表面近傍欠陥
のうち、注目する欠陥を容易に観察もしくは解析できる
試料作製方法を提供することにある。また、第２の目的
は、上記第１の目的を実現する試料作製装置を提供する
ことにある。In view of the above-mentioned problems, a first object of the present invention is to provide a sample manufacturing method capable of easily observing or analyzing a defect of interest out of near-surface defects detected by a near-surface defect inspection of a wafer. It is in. Further, a second object is to provide a sample preparation apparatus that achieves the first object.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記第１の目的である欠
陥解析方法を実現するために、本発明においては次の構
成からなる方法または装置が提供される。In order to realize the first object of the present invention, a method or apparatus having the following configuration is provided.
【００１９】（１）ウェハの表面近傍欠陥を検出する欠
陥検出工程と、上記欠陥検出工程によって検出した表面
近傍欠陥のうち所望の表面近傍欠陥の近傍に識別用のマ
ークを施すマーキング工程とを含む試料作成方法。(1) A defect detecting step of detecting a near-surface defect of a wafer, and a marking step of providing an identification mark near a desired near-surface defect among the near-surface defects detected by the defect detecting step. Sample preparation method.
【００２０】（２）ウェハの表面近傍欠陥を検出して、
上記表面近傍欠陥の座標情報を記憶する欠陥検出工程
と、上記座標情報をもとに所望の表面近傍欠陥を識別す
るマークを施すマーキング工程と、上記マークをもとに
上記所望の表面近傍欠陥に対して観察または計測または
分析のうちのいずれかを施すのに適した試験片に加工す
る加工工程とを含む試料作製方法を用いることにより、
ウェハ表面近傍欠陥のうち注目する欠陥を確実に捉えて
形状観察できる試料を作製する。(2) Detecting defects near the surface of the wafer,
A defect detection step of storing coordinate information of the near-surface defect, a marking step of applying a mark for identifying a desired near-surface defect based on the coordinate information, and By processing the sample into a test piece suitable for performing any of observation or measurement or analysis on the sample preparation method,
A sample is prepared which can reliably observe a defect of interest among defects near the wafer surface and observe the shape.
【００２１】（３）上記（１）または（２）における上
記欠陥検出工程は、上記ウェハ表面の広範囲に、かつ上
記ウェハに対して相対的にレーザ光を走査し、上記ウェ
ハ表面近傍から発生する散乱光を受光して上記表面近傍
欠陥の存在位置を検出する工程である。(3) In the defect detection step in (1) or (2), the laser beam is scanned over a wide area of the wafer surface and relatively to the wafer, and is generated near the wafer surface. This is the step of receiving the scattered light and detecting the location of the near-surface defect.
【００２２】（４）上記（３）の工程は、波長の異なる
複数本のレーザ光を上記ウェハに対して相対的に走査し
て、上記ウェハの表面近傍から発生する散乱光によって
上記表面近傍欠陥の存在位置を検出する工程とすること
で、ウェハ表面近傍欠陥をより確実に検出することがで
きる。(4) In the step (3), a plurality of laser beams having different wavelengths are scanned relative to the wafer, and the near surface defect is generated by scattered light generated from the vicinity of the surface of the wafer. By detecting the existence position of the wafer, a defect near the wafer surface can be more reliably detected.
【００２３】（５）上記（１）または（２）における上
記マーキング工程は、レーザ光、イオンビーム、電子ビ
ーム、メカニカルプローブのうちの少なくともいずれか
を用いて行う。(5) The marking step in (1) or (2) is performed using at least one of a laser beam, an ion beam, an electron beam, and a mechanical probe.
【００２４】（６）特に上記（５）において、イオンビ
ームのうち集束イオンビームまたは投射イオンビームの
照射による描画もしくは加工のいずれかによって上記ウ
ェハの表面の一部に凹部もしくは損傷領域を形成する加
工か、または（７）電子ビーム照射によって試料面に上
に上記試料周辺の雰囲気を構成する成分を含む付着物を
形成する加工か、または（８）先鋭化した金属プローブ
もしくはダイヤモンドによる機械的な凹部もしくは損傷
領域を形成する加工を含む工程とすることによって、所
望の表面近傍欠陥を識別するためのマークを確実に施す
ことができる。(6) In particular, in the above (5), processing for forming a concave portion or a damaged region in a part of the surface of the wafer by drawing or processing by irradiation of a focused ion beam or a projected ion beam of the ion beam. Or (7) a process of forming a deposit containing components constituting the atmosphere around the sample on the sample surface by electron beam irradiation, or (8) a mechanical concave portion formed by a sharpened metal probe or diamond. Alternatively, by performing a process including a process of forming a damaged region, a mark for identifying a desired near-surface defect can be reliably provided.
【００２５】（９）上記（２）における試験片は、透過
型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡による観察ま
たは計測のための試験片として加工することで、検出し
た表面近傍欠陥の同定を確実にできる。（１０）特に上
記（９）において、上記試験片における観察または計測
する面を、上記ウェハの表面に対して垂直にするか、も
しくは（１１）観察または計測する面を、上記ウェハの
表面に対して平行にすることで、注目する表面近傍欠陥
を多面的に観察することができる。さらに、（１２）上
記（１０）における上記試験片をダイシング装置による
上記ウェハの切断加工と、集束イオンビームによる加工
によって作製すると所望の試験片が得られる。(9) The test piece in the above (2) is processed as a test piece for observation or measurement with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope, so that the detected near-surface defect can be reliably identified. it can. (10) In particular, in the above (9), the surface to be observed or measured in the test piece is perpendicular to the surface of the wafer, or (11) The surface to be observed or measured is set to the surface of the wafer. By making them parallel, the defects near the surface of interest can be observed from multiple sides. (12) If the test piece in the above (10) is manufactured by cutting the wafer with a dicing apparatus and processing with a focused ion beam, a desired test piece is obtained.
【００２６】（１３）上記（２）における加工工程は、
上記マークを基準にして上記所望の表面近傍欠陥を含む
微小試料を集束イオンビームによって上記ウェハから摘
出する摘出工程と、上記微小試料を解析用試料ホルダに
移送して固定する固定工程と、上記微小試料に対してさ
らに上記集束イオンビームによる加工を施して解析しや
すい形状にする仕上げ工程とを含む工程であることによ
って、ウェハを割断することなく注目する表面近傍欠陥
を含む試料片を作製することができる。(13) The processing step in the above (2)
An extraction step of extracting the micro sample containing the desired near-surface defect based on the mark from the wafer by a focused ion beam, a fixing step of transferring the micro sample to an analysis sample holder and fixing the micro sample, Producing a sample piece containing near-surface defects of interest without breaking the wafer by subjecting the sample to the above-described focused ion beam processing and finishing the sample into a shape that is easy to analyze. Can be.
【００２７】（１４）上記（２）における加工工程は、
上記マークを基準にして上記ウェハを切断もしくは劈開
して上記マークを含む小片とする工程と、上記小片につ
いてウェハ裏面から研磨またはイオンシンニングのうち
の少なくともいずれかを施してウェハ表面に略平行な薄
片部を有する薄片試料を作製する薄片化工程を含む工程
であれば、注目する表面近傍欠陥を含む平面試料片を作
製することができる。(14) The processing step in the above (2)
A step of cutting or cleaving the wafer based on the mark to form a small piece including the mark, and subjecting the small piece to at least one of polishing or ion thinning from the back surface of the wafer and forming a thin piece substantially parallel to the wafer surface; If the step includes a thinning step of manufacturing a sliced sample having a portion, a flat sampled piece including a near-surface defect of interest can be manufactured.
【００２８】（１５）上記（１４）において、上記薄片
化工程の後、さらに上記薄片部を透過型電子顕微鏡また
は走査型透過電子顕微鏡の観察によって上記マークと上
記所望の表面近傍欠陥の相対位置関係を求める工程と、
上記位置関係をもとに上記薄片部のうち上記表面近傍欠
陥を含む一部を摘出して解析のための試料ホルダに固定
する工程と、上記表面近傍欠陥を含んで上記ウェハ面に
略垂直な薄片に加工する断面加工工程とを含むことで、
注目する表面近傍欠陥を確実に含む断面試料片を作製す
ることができる。(15) In the above (14), after the thinning step, the thin section is further observed by a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope to determine a relative positional relationship between the mark and the desired near-surface defect. The process of seeking
A step of extracting a part including the near-surface defect from the thin section based on the positional relationship and fixing it to a sample holder for analysis, and including the near-surface defect and substantially perpendicular to the wafer surface; By including a cross-section processing step of processing into a thin section,
It is possible to produce a cross-sectional sample piece that definitely includes the near-surface defect of interest.
【００２９】（１６）上記（２）の加工工程を、上記マ
ークを基準にして上記ウェハを切断もしくは劈開して上
記マークを含む小片とし、上記小片についてウェハ裏面
から研磨またはイオンシンニングのうちの少なくともい
ずれかを施してウェハ面に略平行な薄片部を有する薄片
試料を作製する工程と、上記薄片部を透過型電子顕微鏡
または走査型透過電子顕微鏡の観察によって上記マーク
と上記所望の表面近傍欠陥の相対位置関係を求める工程
と、上記薄片試料に対してさらに集束イオンビームまた
は電子ビームによって所望の表面近傍欠陥の位置を詳細
に識別する第２のマークを施す第２マーキング工程を伴
う工程とすることで、注目する表面近傍欠陥を含む試料
片をより正確に作製することができる。(16) In the processing step of (2), the wafer is cut or cleaved into small pieces containing the marks with reference to the marks, and the small pieces are polished or ion thinned from the back surface of the wafer. A step of producing a flake sample having a flake section substantially parallel to the wafer surface by applying any of the above, and observing the flake section with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope to obtain the mark and the desired surface vicinity defect. A step of obtaining a relative positional relationship, and a step of further performing a second marking step of further performing a second mark for identifying the position of a desired near-surface defect in detail by using a focused ion beam or an electron beam on the slice sample. Thus, it is possible to more accurately produce a sample piece including a near-surface defect of interest.
【００３０】（１７）上記（１６）の第２マーキング工
程は、パルスレーザ、集束イオンビーム、投射イオンビ
ーム、電子ビームのうちの少なくともいずれかを用いる
工程であれば微細な箇所に確実にマーキングを施すこと
ができる。(17) In the second marking step (16), if at least one of a pulse laser, a focused ion beam, a projection ion beam, and an electron beam is used, marking is surely performed on a minute portion. Can be applied.
【００３１】（１８）上記（１６）または（１７）にお
ける第２のマークが、直線状または格子点状に配置した
ドットもしくは線分、記号の集合のいずれかであると、
試料にもともと存在する欠陥を識別しやすくする上で好
適である。(18) If the second mark in the above (16) or (17) is any one of a set of dots or line segments or symbols arranged in a straight line or in a lattice point,
This is suitable for making it easy to identify a defect originally present in the sample.
【００３２】（１９）上記（１６）から（１８）のいず
れかにおいて、第２のマークを施した上記薄片試料を、
透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡で観察し
て、所望の上記表面近傍欠陥と上記第２のマークとの相
対位置関係を明らかにして、上記表面近傍欠陥の存在位
置を特定する位置決定工程を伴うことで、所望の箇所を
的確に見分けられるマークを付けることができる。(19) In any one of the above (16) to (18), the thin sample on which the second mark is provided is
A position determining step of observing with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope to clarify a relative positional relationship between the desired near-surface defect and the second mark and to specify an existing position of the near-surface defect. With this, it is possible to attach a mark that allows a desired portion to be accurately identified.
【００３３】（２０）上記（１９）において、上記位置
決定工程の後に、上記所望の表面近傍欠陥を含んで、上
記表面近傍欠陥を断面方向から透過型電子顕微鏡または
走査型透過電子顕微鏡で観察するための断面薄片試料に
加工する断面薄片化工程を有する試料作製方法によっ
て、注目する表面近傍欠陥を確実に含む試料片を作製す
ることができる。(20) In the above (19), after the above-mentioned position determining step, the above-mentioned near-surface defects including the desired near-surface defects are observed from a cross-sectional direction with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope. A sample piece including a cross-sectional thinning step of processing into a cross-sectional thin section sample for the purpose of manufacture can surely manufacture a sample piece including a noticeable near-surface defect.
【００３４】（２１）また、半導体ウェハにおける表面
近傍欠陥の解析方法は、（ａ）レーザビーム照射によっ
てウェハの表面近傍欠陥を検出する欠陥検出工程と、
（ｂ）上記表面近傍欠陥の座標情報を記憶する記憶工程
と、（ｃ）上記表面近傍欠陥のうち注目する表面近傍欠
陥の近傍に集束イオンビーム（ＦＩＢ）照射によってマ
ークを付けるマーキング工程と、（ｄ）上記ウェハを上
記注目する欠陥と上記マークを含んだ小片に割断もしく
は切断する工程と、（ｅ）上記小片を裏面から薄片化し
て薄片試料に加工する工程と、（ｆ）上記薄片試料を上
記マークを基準に上記注目する表面近傍欠陥を透過型電
子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡観察する観察工程
の手順に従う方法によって、半導体ウェハにおける表面
近傍欠陥を同定するための試料作製が実現できる。(21) A method of analyzing near-surface defects in a semiconductor wafer includes the steps of (a) detecting a near-surface defect of a wafer by laser beam irradiation;
(B) a storage step of storing the coordinate information of the near-surface defect, (c) a marking step of marking the vicinity of the near-surface defect of interest by irradiating a focused ion beam (FIB) among the near-surface defects, d) a step of cutting or cutting the wafer into small pieces containing the defect of interest and the mark; (e) thinning the small pieces from the back surface to process them into a thin sample; Sample preparation for identifying near-surface defects in a semiconductor wafer can be realized by a method according to the procedure of an observation step of observing the noted near-surface defects with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope based on the marks.
【００３５】（２２）上記（２１）において、さらに、
（ａ）上記透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微
鏡観察による観察結果をもとに集束イオンビームによる
さらに詳細な第２のマークを施す第２マーキング工程
と、（ｂ）上記第２のマークを施した試料を透過型電子
顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡観察する観察工程
と、ｃ）上記透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕
微鏡観察をもとに上記注目する欠陥を含む観察領域を決
定する工程と、（ｄ）上記決定した観察領域を含む微小
試料を摘出する工程と、（ｅ）上記微小試料をＦＩＢに
よって上記所望の表面近傍欠陥を含む断面薄片試料に加
工する断面薄片化工程と、（ｆ）上記断面薄片試料を透
過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡観察する工
程、の手順を追加する方法によっても半導体ウェハにお
ける表面近傍欠陥を同定するための試料作製が実現でき
る。(22) In the above (21),
(A) a second marking step of applying a more detailed second mark with a focused ion beam based on the observation result by the transmission electron microscope or the scanning transmission electron microscope, and (b) the second mark An observation step of observing the applied sample with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope; and c) a step of determining an observation area including the defect of interest based on the transmission electron microscope or scanning transmission electron microscope observation. (D) a step of extracting a micro sample including the determined observation region, (e) a cross-section thinning step of processing the micro sample into a cross-section thin sample including the desired near-surface defect by FIB, f) Observing the near-surface defects in the semiconductor wafer by the method of adding a step of observing the cross-sectional slice sample with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope. Sample Preparation for can be realized.
【００３６】（２３）上記（２２）または（２３）にお
いて、上記欠陥検出工程によって得た欠陥のうち、所望
の欠陥について上記ウェハの表面に垂直方向と断面方向
から透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡によ
って観察し、上記表面近傍欠陥を解析する表面近傍欠陥
の解析方法によって注目する表面近傍欠陥を多面的に観
察することができる。(23) In the above (22) or (23), a desired one of the defects obtained in the defect detecting step is transmitted through a transmission electron microscope or a scanning transmission microscope from a direction perpendicular to a surface of the wafer and a sectional direction. By observing with an electron microscope and analyzing the near-surface defect described above to analyze the near-surface defect, the near-surface defect of interest can be observed from multiple angles.
【００３７】また、本発明によれば、表面近傍欠陥の少
ない良品のウェハを使って歩留よく半導体装置を製造す
るために、あらかじめ良品の半導体ウェハを選別する次
のようなウェハの管理方法が可能となる。Further, according to the present invention, in order to manufacture a semiconductor device with a good yield by using a non-defective wafer having few defects near the surface, the following wafer management method for selecting non-defective semiconductor wafers in advance. It becomes possible.
【００３８】（２４）半導体ウェハの表面近傍欠陥の検
出によって得られた表面近傍欠陥の位置、数、分布、種
類のうちの少なくともいずれかと、上記表面近傍欠陥の
電子顕微鏡観察による形状観察結果と、上記ウェハに形
成された半導体装置の動作不良の発生位置、発生数、不
良の形態のうちの少なくともいずれかとの相関関係をデ
ータベース化しておき、半導体装置の製造時に半導体ウ
ェハの表面近傍欠陥の検出を定期的に行なって得られる
検出結果と上記データベースに基づいて、上記半導体ウ
ェハのスクリーニングを行なう半導体装置製造方法。(24) At least one of the position, number, distribution, and type of the near-surface defects obtained by detecting the near-surface defects of the semiconductor wafer, the shape observation result of the near-surface defects by electron microscope observation, The correlation between at least one of the occurrence position, the number of occurrences, and the form of the failure of the semiconductor device formed on the wafer is stored in a database, and a defect near the surface of the semiconductor wafer is detected during the manufacture of the semiconductor device. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein screening of the semiconductor wafer is performed based on a detection result obtained periodically and the database.
【００３９】上記の試料作製方法または上記表面近簿欠
陥の解析方法、さらには上記ウェハの管理方法あるいは
半導体装置の製造方法を実現するための試料作製装置
は、以下のような構成を有する。The sample preparation apparatus for realizing the above-described method for preparing a sample or the above-described method for analyzing near-surface defects, the method for managing a wafer or the method for manufacturing a semiconductor device has the following configuration.
【００４０】（２５）ウェハの表面近傍欠陥を検出する
欠陥検出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の欠陥の近
傍にマークを付けるマーキング部とを少なくとも有する
試料作製装置。(25) A sample preparation apparatus having at least a defect detection unit for detecting a defect near the surface of a wafer, and a marking unit for marking a vicinity of a desired defect among the defects near the surface.
【００４１】（２６）ウェハの表面近傍欠陥を検出する
欠陥検出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の表面近傍
欠陥の近傍にマークを付けるマーキング部と、上記欠陥
検出部によって検出した欠陥のうち少なくとも注目する
欠陥を含む微小試料を摘出して分析装置または観察装置
または計測装置のうちの少なくともいずれかに搭載する
のに適する形状に加工する試料加工部とを少なくとも有
する試料作製装置。(26) A defect detecting section for detecting a near-surface defect of a wafer, a marking section for marking a desired near-surface defect among the above-described near-surface defects, and a defect detecting section for detecting a defect near the surface. A sample preparation apparatus having at least a sample processing section for extracting a micro sample containing at least a defect of interest and processing it into a shape suitable for mounting on at least one of an analyzer, an observation device, and a measurement device.
【００４２】（２７）ウェハの表面近傍欠陥を検出する
欠陥検出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の欠陥の近
傍にマークを付けるとともに、上記マークをもとにして
上記表面近傍欠陥のうち所望の表面近傍欠陥を含む微小
試料を摘出して、分析装置または観察装置または計測装
置のうちの少なくともいずれかに適する形状の試料片に
加工する試料加工部を有する試料作製装置。(27) A defect detection unit for detecting a defect near the surface of the wafer, a mark is placed near a desired defect among the above-described defects near the surface, and a desired one of the defects near the surface is determined based on the mark. A sample preparation apparatus having a sample processing unit for extracting a micro sample including a near-surface defect and processing the sample into a sample piece having a shape suitable for at least one of an analysis device, an observation device, and a measurement device.
【００４３】（２８）上記（２６）または（２７）の試
料加工部は、摘出した上記微小試料を別の部材に移動さ
せる試料移動手段を有する構造とすることで、透過型電
子顕微鏡など解析装置専用の試料ホルダに確実にしかも
真空雰囲気中で搭載することができる。(28) The sample processing section of (26) or (27) has a structure having a sample moving means for moving the extracted micro sample to another member, so that an analyzer such as a transmission electron microscope can be used. It can be reliably mounted on a dedicated sample holder and in a vacuum atmosphere.
【００４４】（２９）上記（２５）から（２８）のいず
れかにおいて、上記欠陥検出部と上記マーキング部、も
しくは上記欠陥検出部と上記マーキング部と上記試料加
工部、もしくは上記欠陥検出部と上記試料加工部のいず
れかの相互間のウェハの出し入れを行なうウェハハンド
ラを設けた構成または（３０）上記（２５）から（２
８）のいずれかにおいて、欠陥検出部と上記マーキング
部、もしくは上記欠陥検出部と上記マーキング部と上記
試料加工部、もしくは上記欠陥検出部と上記試料加工部
の少なくともいずれかの相互間を上記ウェハが移動する
搬送路を設けることで、欠陥検査からマーキングまたは
試料作製までを効率よく実施できる。(29) In any one of the above (25) to (28), the defect detection section and the marking section, or the defect detection section and the marking section and the sample processing section, or the defect detection section and the above A configuration in which a wafer handler is provided for loading and unloading a wafer between any of the sample processing sections, or (30) from (25) to (2)
8) In any one of the above, the defect detection unit and the marking unit, or the defect detection unit and the marking unit and the sample processing unit, or the wafer between the defect detection unit and the sample processing unit. By providing a transport path through which the wafer moves, it is possible to efficiently carry out from defect inspection to marking or sample preparation.
【００４５】（３１）上記（２５）から（３０）のいず
れかにおいて、少なくとも上記欠陥検出部において検出
した欠陥の座標情報を記憶する計算処理部を設けること
で、マーキング部の位置出しを正確かつ迅速に行うこと
ができる。(31) In any one of the above (25) to (30), by providing at least a calculation processing section for storing coordinate information of a defect detected by the defect detection section, the positioning of the marking section can be performed accurately and accurately. Can be done quickly.
【００４６】（３２）上記（２５）から（３１）のいず
れかの上記欠陥検出部は、レーザを発生して上記ウェハ
に照射するレーザ光照射手段と、上記ウェハからの散乱
光を検知する光検知手段とを少なくとも有する構成であ
るか、または、（３３）互いに異なった波長のレーザを
発生して上記ウェハに照射する複数のレーザ発生手段
と、上記ウェハからの散乱光を波長ごとに検知する複数
の光検知手段とを少なくとも有する構成の試料作製装置
であると表面近傍欠陥の存在位置を正確に検出できる。(32) The defect detection unit according to any one of (25) to (31) is a laser beam irradiation means for generating a laser beam and irradiating the wafer, and a light for detecting scattered light from the wafer. (33) a plurality of laser generating means for generating laser beams having different wavelengths from each other and irradiating the wafer, and detecting scattered light from the wafer for each wavelength; In the case of a sample preparation apparatus having at least a plurality of light detection means, the existence position of the near-surface defect can be accurately detected.
【００４７】（３４）上記（２５）から（３２）のいず
れかのマーキング部は、レーザ光照射光学系、イオンビ
ーム照射光学系、電子ビーム照射光学系、メカニカルプ
ローブのうちの少なくともいずれかを有する構成とする
ことで、欠陥と明確に区別できるマークを付けることが
できる。(34) The marking portion according to any one of (25) to (32) has at least one of a laser beam irradiation optical system, an ion beam irradiation optical system, an electron beam irradiation optical system, and a mechanical probe. With this configuration, a mark that can be clearly distinguished from a defect can be provided.
【００４８】（３５）上記（３４）のイオンビーム照射
光学系を集束イオンビーム照射手段または投射イオンビ
ーム照射手段のいずれかとする構造とすることで、欠陥
と明確に区別できるマークを付けることができる。(35) By making the ion beam irradiation optical system of the above (34) either a focused ion beam irradiation means or a projected ion beam irradiation means, a mark which can be clearly distinguished from a defect can be provided. .
【００４９】（３６）ウェハの表面近傍欠陥を検出して
検出した欠陥の座標情報を記憶する表面近傍欠陥検出装
置と、ウェハから所望の欠陥を含む微小試料片を摘出し
て、分析装置または観察装置または計測装置のうちの少
なくともいずれかに適する形状の試料片に加工する試料
作製装置と、欠陥の形状、構造を解析するＴＥＭもしく
はＳＴＥＭと、ウェハ名称、欠陥座標、欠陥分布、試料
片名称、欠陥画像のうちの少なくともいずれかのデータ
を蓄えたコンピュータとを相互にネットワークによって
接続して表面近傍欠陥解析システムを構成することで、
表面近傍欠陥を効率よく解析する装置を構成できる。(36) A near-surface defect detecting device for detecting a near-surface defect of a wafer and storing coordinate information of the detected defect, and a micro-sample piece containing a desired defect is extracted from the wafer and analyzed or observed. A sample preparation device for processing into a sample piece having a shape suitable for at least one of an apparatus or a measurement device, a TEM or STEM for analyzing the shape and structure of a defect, a wafer name, defect coordinates, a defect distribution, a sample piece name, By configuring a near-surface defect analysis system by interconnecting a computer that stores at least one of the defect images with a network,
An apparatus for efficiently analyzing near-surface defects can be configured.
【００５０】（３７）少なくとも一種類の波長のレーザ
を発生してウェハに照射するレーザ光照射部と、上記ウ
ェハからの散乱光を検知する光検知部と、上記散乱光の
発生した座標情報を記憶する計算処理手段とを少なくと
も有する表面近傍欠陥検出装置において、上記ウェハの
一部に集束イオンビームを照射する液体金属イオン源ま
たは電界電離ガスイオン源を搭載した集束イオンビーム
照射手段を有した表面近傍欠陥検出装置によれば、表面
近傍欠陥検出装置で欠陥の近傍に確実に正確にマークを
施すことができる。(37) A laser beam irradiating section for generating a laser beam of at least one wavelength and irradiating the wafer, a light detecting section for detecting scattered light from the wafer, and a coordinate information generating the scattered light. A near-surface defect detection apparatus having at least a calculation processing means for storing, wherein the surface having a focused ion beam irradiation means equipped with a liquid metal ion source or an electric field ionization gas ion source for irradiating a focused ion beam to a part of the wafer According to the nearby defect detection device, the vicinity of the defect can be accurately and accurately marked by the near surface defect detection device.
【００５１】（３８）少なくとも一種類の波長のレーザ
を発生してウェハに照射するレーザ光照射部と、上記ウ
ェハからの散乱光を検知する光検知部と、上記散乱光の
発生した座標情報を記憶する計算処理手段と、所望の上
記散乱光の発生部の上記座標情報をもとに発光部の近傍
にレーザマークを施すレーザマーク用のレーザ光照射手
段を有する表面近傍欠陥検出装置によって実現できる。(38) A laser beam irradiating section for generating a laser beam of at least one wavelength and irradiating the wafer, a light detecting section for detecting scattered light from the wafer, and a coordinate information generating the scattered light. It can be realized by a near-surface defect detection device having a calculation processing means for storing and a laser light irradiation means for a laser mark for making a laser mark near the light emitting part based on the coordinate information of the desired scattered light generation part. .
【００５２】（３９）ウェハの一部にイオンビームを照
射するイオンビーム装置において、少なくとも一種類の
波長のレーザを発生して上記ウェハに照射するレーザ光
照射部と、上記ウェハからの散乱光を検知する光検知手
段と、散乱光の発生した座標情報を記憶する計算処理手
段とを少なくとも有する表面近傍欠陥検出部を有した構
成の集束イオンビーム装置によって検出したウェハ表面
近傍欠陥の近傍に確実にマーキングすることができる。(39) In an ion beam apparatus for irradiating a part of a wafer with an ion beam, a laser beam irradiator for generating a laser beam of at least one wavelength and irradiating the wafer with the laser beam, and scattering light from the wafer. A light detection means for detecting, and a calculation processing means for storing coordinate information where scattered light is generated, at least in the vicinity of a defect near the wafer surface detected by a focused ion beam device having a configuration including a near surface defect detection unit having at least a defect detection unit near the surface. Can be marked.
【００５３】[0053]
【発明の実施の形態】本発明による試料作製方法は、ウ
ェハの表面近傍欠陥を検出する欠陥検出工程と、上記欠
陥検出工程によって検出した表面近傍欠陥のうち所望の
表面近傍欠陥の近傍に識別用のマークを施すマーキング
工程とを含む方法とする。また、この試料作製方法を実
現する装置は、ウェハの表面近傍欠陥を検出する欠陥検
出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の表面近傍欠陥の
近傍にマークを付けるマーキング部とを少なくとも有す
る構成とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sample manufacturing method according to the present invention comprises a defect detecting step for detecting a defect near the surface of a wafer, and an identification method for identifying a defect near the desired surface near the surface near defect detected by the defect detecting step. And a marking step of making a mark. Further, an apparatus for realizing this sample manufacturing method has at least a defect detection unit that detects a near-surface defect of a wafer, and a marking unit that marks a vicinity of a desired near-surface defect among the near-surface defects. I do.
【００５４】＜実施例１＞本実施例では、特に表面近傍
欠陥検出部によって検出したウェハの欠陥のうち、所望
の欠陥をウェハ面からＴＥＭ観察するための試料、いわ
ゆる平面ＴＥＭ試料の試料作製方法について説明する。<Embodiment 1> In this embodiment, a method for preparing a sample for observing a desired defect from the wafer surface with a TEM, that is, a so-called planar TEM sample, among the defects of the wafer particularly detected by the near-surface defect detection unit. Will be described.
【００５５】平面ＴＥＭ試料を作製するためには、ま
ず、欠陥を識別するマークを付けることが重要である。
加工前のウェハ表面は、目印になるような配線などのパ
ターンがない平滑面であるため、注目する欠陥を識別で
きる的確なマークを付することは非常に難しい。そこ
で、本方法では以下のようなマーキング工程を含む試料
作製方法を用いる。In order to produce a planar TEM sample, it is important to first make a mark for identifying a defect.
Since the wafer surface before processing is a smooth surface without a pattern such as a wiring serving as a mark, it is very difficult to attach an accurate mark for identifying a defect of interest. Therefore, in this method, a sample preparation method including the following marking step is used.
【００５６】まず、欠陥検出部によってウェハの表面近
傍欠陥の検出を行なって、得られた表面近傍欠陥の少な
くとも座標情報、分布パターンなどを計算処理部に記憶
させる。この時の欠陥の座標はウェハに事前に設けた基
準位置を原点としている。その後、計測したウェハをマ
ーキング部に移設して先の欠陥の座標情報をもとにマー
キングを行なう。First, a defect near the surface of the wafer is detected by the defect detection unit, and at least coordinate information, a distribution pattern, and the like of the obtained near-surface defect are stored in the calculation processing unit. The origin of the coordinates of the defect at this time is a reference position provided in advance on the wafer. Thereafter, the measured wafer is transferred to a marking section, and marking is performed based on the coordinate information of the previous defect.
【００５７】表面近傍欠陥検出の対象とするウェハは半
導体製造の加工前で、何らパターンがなく平滑である。
電子ビーム走査による二次電子像（Scanning Electron
Microscopy：以下、ＳＥＭ像）または、ＦＩＢ走査に
よって得られた二次電子像（Scanning Ion Microscop
y：以下、ＳＩＭ像と略記）では、試料の表面形状を観
察できるが、試料内部を見ることができない。また、ウ
ェハ表面に目印になるような特異パターンがない試料に
対して注目する欠陥の位置特定は困難である。つまり、
表面近傍欠陥の近傍にマーキングしようとしてもＳＥＭ
像やＳＩＭ像からは正確な位置の判断がつかない。ま
た、欠陥の寸法が０．１μm程度と小さく、手作業での
メカニカルなポインティングによるマーキングでは位置
出しの精度が全くない。一方、ＦＩＢ走査での観察は高
倍率で観察でき、その場で加工が可能なことから、欠陥
座標が明らかであればマーキングの手段としてＦＩＢを
用いることができる。The wafer to be subjected to near-surface defect detection is smooth without any pattern before processing in semiconductor manufacturing.
Scanning Electron Image by Scanning Electron Beam
Microscopy: Hereinafter, a SEM image or a secondary electron image obtained by FIB scanning (Scanning Ion Microscop)
(y: hereinafter abbreviated as SIM image), the surface shape of the sample can be observed, but the inside of the sample cannot be seen. Further, it is difficult to specify the position of a defect to be focused on a sample having no peculiar pattern such as a mark on the wafer surface. That is,
SEM when marking near defects near the surface
The exact position cannot be determined from the image or the SIM image. In addition, the size of the defect is as small as about 0.1 μm, and there is no positioning accuracy at all by manual mechanical marking. On the other hand, observation by FIB scanning can be performed at a high magnification and processing can be performed on the spot. Therefore, if defect coordinates are clear, FIB can be used as a marking means.
【００５８】マーキング部は、ウェハを載置する試料ス
テージを有し、ウェハの基準位置を原点にして指示した
座標を視野内に出せるように上記試料ステージを移動で
きる。欠陥検出時とマーキング時とにおいて、ウェハ上
の同じ基準位置を原点に用いているが、欠陥検出時の座
標の設定の仕方と、マーキング部の座標設定の仕方が異
なる場合でも、事前に相互の座標系統一のための座標変
換方法を決めて計算処理機に組み込んでおくことによ
り、相互の座標情報は共通化できる。The marking section has a sample stage on which the wafer is placed, and can move the sample stage so that the designated coordinates can be brought into the field of view with the reference position of the wafer as the origin. The same reference position on the wafer is used as the origin when detecting a defect and when marking. However, even if the method of setting the coordinates at the time of defect detection differs from the method of setting the coordinates of the marking part, mutual By determining a coordinate conversion method for one coordinate system and incorporating the coordinate conversion method in a computer, mutual coordinate information can be shared.
【００５９】図３はウェハ５の表面にＦＩＢによるマー
クを施した例である。図３（ａ）はマークをメッシュ状
に配置した例であり、マーク４１ａの間隔は約５μm、
線幅約０．１μmで、縦横１０本で構成した（図３
（ａ）はその一部）。図３（ｂ）は格子点状のドット４
１ｂによるマーキング例である。マーキングのパタン
は、他に図３（ｃ）のような短い線分４１ｃでもよい
し、図３（ｄ）のような適宜の記号４１ｄの集合であっ
てもよい。FIG. 3 shows an example in which the surface of the wafer 5 is marked by FIB. FIG. 3A shows an example in which the marks are arranged in a mesh shape, and the interval between the marks 41a is about 5 μm.
The line width was about 0.1 μm, and it was composed of 10 lines vertically and horizontally (Fig. 3
(A) is a part thereof). FIG. 3 (b) shows a dot 4 of a grid point shape.
It is an example of marking by 1b. The marking pattern may be a short line segment 41c as shown in FIG. 3C, or may be a set of appropriate symbols 41d as shown in FIG. 3D.
【００６０】ＳＩＭ像観察の際には、注目する表面近傍
欠陥４２Ａは観察するできないが、上記マーク近傍の領
域４２の内部には存在する。この領域４２は表面近傍欠
陥検査部の空間分解能で決まる領域である。試料表面に
施すマーク４１は要するに人工的な形状や配置であれ
ば、欠陥と明確に区別できる。At the time of SIM image observation, the near-surface defect 42A of interest cannot be observed, but exists inside the area 42 near the mark. This area 42 is an area determined by the spatial resolution of the near-surface defect inspection unit. The mark 41 applied to the sample surface can be clearly distinguished from a defect if the mark 41 has an artificial shape or arrangement.
【００６１】なお、マークは所定の座標に微小電流ＦＩ
Ｂで形成する。ＦＩＢの電流が大きいと試料の破損領域
が大きくなり、この後ウェハを薄片に加工する際、試料
に大きな損傷を与え、本来観察すべき表面近傍欠陥４２
Ａの原型を損ねる可能性が高いからである。この実施例
に示した程度の領域４２であると、低倍率のＴＥＭ観察
によって、マーク４１と注目する表面近傍欠陥４２Ａを
同一視野で観察することができる。マーク４１は低電流
のＦＩＢでウェハ５表面に軽い損傷を与える程度の浅い
加工でも、ＴＥＭ観察で十分識別できる。It should be noted that the mark has a small current FI at a predetermined coordinate.
B. If the current of the FIB is large, the damaged area of the sample becomes large, and when the wafer is subsequently processed into a thin slice, the sample is greatly damaged, and the near-surface defect 42 which should be observed originally.
This is because there is a high possibility that the prototype of A will be damaged. When the area 42 is of the extent shown in this embodiment, the mark 41 and the near-surface defect 42A of interest can be observed in the same field of view by low magnification TEM observation. The mark 41 can be sufficiently identified by TEM observation even if the mark 41 is processed with a low-current FIB and shallow enough to cause slight damage to the wafer 5 surface.
【００６２】また、図４のように、光学顕微鏡で識別可
能な大きめの大マーク４３も作る。図４は光学顕微鏡用
の大マーク４３と欠陥との相対位置を示すためのマーク
４１の位置関係の例を示す。この大マーク４３はウェハ
５を割断して小片５Ａとする際の目印となるもので、数
１０μm程度の大きさでよい。また、大マーク４３自体
は、試料に適度の深さの凹部を形成するだけで光学顕微
鏡では光の反射の仕方で明確に確認できる。Further, as shown in FIG. 4, a large large mark 43 which can be identified by an optical microscope is formed. FIG. 4 shows an example of the positional relationship of the mark 41 for indicating the relative position between the large mark 43 for the optical microscope and the defect. The large mark 43 serves as a mark when the wafer 5 is cut into small pieces 5A, and may be about several tens μm in size. Further, the large mark 43 itself can be clearly confirmed by a light reflection method with an optical microscope only by forming a concave portion having an appropriate depth in the sample.
【００６３】次に、このウェハ５をダイヤモンドカッタ
やダイシングソーなどを利用して上記マーク４１と大マ
ーク４３を含んで、大マーク４３の中間が小片５Ａのほ
ぼ中央になるように１mm平方程度に切断する。次いで切
断して得た小片５Ａを、そのウェハ表面側を接着面にし
て、研磨治具に固定する。上記研磨治具には種々の形態
があるが、基本的にはマイクロメータヘッドなど、μm
オーダの寸法が計れる機器が設置された研磨治具を用
い、試料の平面性を調節しながら研磨盤に押し当てて裏
面から研磨し、厚さ１０μm程度の研磨試料を作る。Next, the wafer 5 is formed into a square of about 1 mm including the mark 41 and the large mark 43 by using a diamond cutter or a dicing saw so that the middle of the large mark 43 is substantially at the center of the small piece 5A. Disconnect. Next, the small piece 5A obtained by cutting is fixed to a polishing jig with its wafer surface side as an adhesive surface. There are various forms of the above polishing jig.
Using a polishing jig equipped with a device capable of measuring the dimensions of the order, the flatness of the sample is adjusted and pressed against the polishing plate to grind the back surface, thereby producing a polished sample having a thickness of about 10 μm.
【００６４】次いで、研磨治具から外した上記研磨試料
を単孔メッシュに固定し、イオンシンニング装置に装着
する。イオンシンニングでは、上記単孔メッシュを回転
させながら裏面のみにアルゴンイオンを斜め照射し、上
記研磨試料をさらに薄片化する。イオンシンニングは、
通常、試料の表裏面からイオン照射を行なうが、本例は
表面近傍欠陥を観察することが目的であるため、表面側
からのイオン照射は行なわない。最終的に上記マーク４
１がある中央付近を１００nm程度以下まで薄くして平面
ＴＥＭ試料５Ｂとする。Next, the above-mentioned polishing sample removed from the polishing jig is fixed to a single-hole mesh and mounted on an ion thinning apparatus. In ion thinning, only the back surface is obliquely irradiated with argon ions while rotating the single-hole mesh to further thin the polished sample. Ion thinning is
Usually, ion irradiation is performed from the front and back surfaces of the sample. However, in this example, ion irradiation is not performed from the front surface side because the purpose is to observe defects near the surface. Finally the above mark 4
1 is thinned to about 100 nm or less near the center to obtain a planar TEM sample 5B.
【００６５】この平面ＴＥＭ試料５Ｂは単孔メッシュと
共にＴＥＭステージに装着してＴＥＭ解析する。平面Ｔ
ＥＭ試料５Ｂの観察では低倍率で数１０μm平方の広領
域を一度に観察でき、先にＦＩＢ加工したマーク４１は
人工的な形状と配列であるため容易に探し出すことがで
きる。このマーク４１を基準にして注目する表面近傍欠
陥４２Ａを特定し、平面方向から高倍率でＴＥＭ観察で
きる。The flat TEM sample 5B is mounted on a TEM stage together with a single-hole mesh and subjected to TEM analysis. Plane T
In the observation of the EM sample 5B, a wide area of several tens of μm square can be observed at a low magnification at a time, and the marks 41 previously processed by FIB can be easily found because of their artificial shape and arrangement. The near-surface defect 42A of interest is specified based on the mark 41, and TEM observation can be performed at a high magnification from a planar direction.
【００６６】このように、本発明による試料作製方法
は、欠陥検出によって得た座標もしくはその近傍にＦＩ
Ｂによってマークを施し、そのマークを基準に注目する
欠陥を間違いなく探し出せる試料作製方法である。As described above, according to the sample preparation method of the present invention, the FI
This is a sample manufacturing method in which a mark is formed by B and a defect to which attention is paid based on the mark can be definitely found.
【００６７】なお、本実施例では、マークを付ける方法
としてＦＩＢを用いた例を示したが、パルスレーザ光照
射によるウェハ表面のアブレーションを利用したマーキ
ングでもよい。さらに、電子ビーム照射によって試料近
傍の雰囲気に含まれる例えば炭素などの不純物をウェハ
上に堆積させてマークとしてもよいし、また、高精度に
駆動するメカニカルな金属プローブやダイヤモンドプロ
ーブによる押し当てや引っ掻きなどによってマークとし
てもよい。いずれの方法もＴＥＭ観察では欠陥との区別
がつくので好適である。このように本発明の試料作製方
法によって、表面近傍欠陥検出によって得られた欠陥の
うち、注目する欠陥を平面方向から間違いなく観察する
ことができるため、欠陥の解析を効率よく間違いなく行
なうことができる。In this embodiment, an example is described in which the FIB is used as a method for making a mark. However, a marking using ablation of the wafer surface by pulsed laser beam irradiation may be used. Furthermore, an impurity such as carbon contained in the atmosphere near the sample may be deposited on the wafer by electron beam irradiation to form a mark, or may be pressed or scratched by a mechanical metal probe or a diamond probe driven with high precision. The mark may be used as a mark. Either method is preferable because it can be distinguished from a defect by TEM observation. As described above, among the defects obtained by the near-surface defect detection according to the sample manufacturing method of the present invention, the defect of interest can be observed without fail from the planar direction, so that the defect can be efficiently and accurately analyzed. it can.
【００６８】なお、上記実施例では欠陥検出部とマーキ
ング部を別々に構成して、対象とする試料を欠陥検出部
からマーキング部に移設する例を説明したが、装置構成
として欠陥検出部とマーキング部を別にする構成に限定
されることはなく、欠陥検出を行なった場所でマーキン
グを行なってもよい。In the above-described embodiment, an example has been described in which the defect detection unit and the marking unit are separately configured, and the target sample is transferred from the defect detection unit to the marking unit. The present invention is not limited to a configuration in which a part is separated, and marking may be performed at a place where a defect is detected.
【００６９】＜実施例２＞本実施例は、実施例１で作製
した平面ＴＥＭ試料をＴＥＭ観察して検出した注目する
表面近傍欠陥について、さらに断面方向からもＴＥＭ観
察するための試料作製方法である。この方法について
は、上記実施例１に継続する工程として説明する。<Embodiment 2> This embodiment is a sample manufacturing method for observing a near-surface defect of interest, which is detected by TEM observation of the planar TEM sample manufactured in Embodiment 1, and further TEM observation from the cross-sectional direction. is there. This method will be described as a step continuing from the first embodiment.
【００７０】図５（ａ）は平面ＴＥＭ試料５Ｂの平面Ｔ
ＥＭ像４４であり、マーク４１ｃと表面近傍欠陥４２Ａ
が確認でき、マーク４１ｃと表面近傍欠陥４２Ａのおお
よその相対位置関係がわかる。まず、上記の注目する表
面近傍欠陥４２Ａを含む平面ＴＥＭ像４４を低倍率像か
ら高倍率像まで複数の領域を計算処理機に記憶させる
か、写真など記録紙に残す。この時、基準のマーク４１
ｃも表面近傍欠陥４２Ａと同じ画面内に入るようにして
おくことが重要である。好ましくは複数個のマーク４１
ｃが一緒に画像内に入っていると、注目する表面近傍欠
陥４２Ａの位置出しが非常に容易になる。FIG. 5A shows the plane T of the plane TEM sample 5B.
It is an EM image 44, which includes a mark 41c and a near-surface defect 42A.
Can be confirmed, and the approximate relative positional relationship between the mark 41c and the near-surface defect 42A can be understood. First, a plurality of areas from the low magnification image to the high magnification image of the planar TEM image 44 including the noted near-surface defect 42A are stored in a computer or left on a recording paper such as a photograph. At this time, the reference mark 41
It is important that c also falls within the same screen as the near-surface defect 42A. Preferably a plurality of marks 41
If c is also included in the image, it is very easy to locate the target near-surface defect 42A.
【００７１】次に、ＴＥＭ観察した平面ＴＥＭ試料５Ｂ
をメッシュに搭載したまま試料作製装置に移動させ、平
面ＴＥＭ試料５Ｂから注目する表面近傍欠陥４２Ａを含
むμmレベルの微小試料を摘出する操作を行なう。平面
ＴＥＭ試料５Ｂから注目する欠陥を含む微小試料を摘出
するには、注目部の位置を正確に把握しなければならな
い。Next, a planar TEM sample 5B observed by TEM was used.
Is mounted on the mesh and moved to the sample preparation apparatus, and an operation of extracting a micrometer-level micro sample including the noticeable near-surface defect 42A from the planar TEM sample 5B is performed. In order to extract a minute sample including a defect of interest from the planar TEM sample 5B, the position of the target portion must be accurately grasped.
【００７２】先に記したマークでは、マークの間隔が大
きく、注目する欠陥との位置関係が正確に把握できなの
で、欠陥の位置を正確に識別するために、図５（ｂ）の
ように、平面ＴＥＭ画像をもとに再度さらに細かなマー
キングを施す（以下、ここでのマークを第２マーク４６
と呼ぶ）。In the mark described above, the interval between the marks is large and the positional relationship with the defect of interest can be accurately grasped. Therefore, in order to accurately identify the position of the defect, as shown in FIG. Further fine marking is performed again based on the planar TEM image (hereinafter, the mark is referred to as a second mark 46).
).
【００７３】第２マーク４６の形状は図３に例示したも
のと同様のパターンでよいが、全体寸法をさらに小さく
する。具体的な寸法例として、先のマーク４１ｃよりは
るかに小さい幅約０．０５μm、長さ０．３μmの短い線
分を０．５μm間隔で４辺に配置する。形成する第２マ
ーク４６をなるべく小さくするためには、ＦＩＢの電流
を極力小さく、照射時間も極力短くする。マークは薄片
を貫通しなくても、人工的な配置をした損傷領域として
残り、人工的形状のため欠陥とは容易に区別ができる。The shape of the second mark 46 may be the same pattern as that illustrated in FIG. 3, but the overall size is further reduced. As a specific example of dimensions, short line segments having a width of about 0.05 μm and a length of 0.3 μm, which are much smaller than the mark 41c, are arranged on four sides at 0.5 μm intervals. In order to make the formed second mark 46 as small as possible, the current of the FIB is made as small as possible and the irradiation time is made as short as possible. Even if the mark does not penetrate the slice, it remains as an artificially arranged damaged area, and can be easily distinguished from a defect because of the artificial shape.
【００７４】このような第２マーク４６を施した平面Ｔ
ＥＭ試料５Ｂを再度ＴＥＭで平面観察すると、第５
（ｂ）のように、上記第２マーク４６との相対位置関係
から表面近傍欠陥４２Ａの位置がさらに詳しくわかる。
このＴＥＭ像を計算処理機に記憶させるか写真など記録
紙に残し、これをもとに、マーキング部で注目する表面
近傍欠陥４２Ａを含む微小領域を平面ＴＥＭ試料から摘
出して、表面近傍欠陥４２Ａを含む垂直方向の薄片に加
工して断面観察用のＴＥＭ試料を形成できる。The plane T on which such a second mark 46 is provided
When the EM sample 5B is observed again on a plane with a TEM, the fifth
As shown in (b), the position of the near-surface defect 42A can be found in more detail from the relative positional relationship with the second mark 46.
The TEM image is stored in a computer or left on a recording paper such as a photograph. Based on the TEM image, a minute area including the near-surface defect 42A to be noted in the marking portion is extracted from the planar TEM sample, and the near-surface defect 42A is extracted. The TEM sample for cross-sectional observation can be formed by processing into a vertical thin section containing.
【００７５】以下に、注目する表面近傍欠陥４２Ａを含
む試料５Ｃの摘出について図６を用いて詳しく説明す
る。Hereinafter, extraction of the sample 5C including the noticeable surface near-surface defect 42A will be described in detail with reference to FIG.
【００７６】まず、先の第２マーク４６と注目する表面
近傍欠陥４２Ａが同一視野にあるＴＥＭ像をもとに、表
面近傍欠陥４２Ａの位置が表面観察で認別するための位
置特定用マークキング６１を施す。具体的には図６
（ｂ）のように、表面近傍欠陥４２Ａを挟むような配置
にＦＩＢ６２で加工を施す。位置特定用マーク６１はさ
らに精密な加工位置合わせを実現するために線幅の細い
マーク部６１’も有している。本実施例では、観察領域
を挟んで５μmと１μm間隔で線分マークを４個、ＦＩＢ
照射によって施した。First, based on a TEM image in which the second mark 46 and the near-surface defect 42A of interest are in the same field of view, a position identification mark for identifying the position of the near-surface defect 42A by surface observation. 61 is applied. Specifically, FIG.
As shown in (b), the FIB 62 processes the arrangement so as to sandwich the near-surface defect 42A. The position specifying mark 61 also has a mark portion 61 'having a small line width in order to realize more precise processing position alignment. In this embodiment, four line segment marks are provided at intervals of 5 μm and 1 μm across the observation region, and the FIB
It was applied by irradiation.
【００７７】次に、図６（ｃ）に示すように上記２個の
位置特定用マーク６１を結ぶ線分を覆うように試料保護
ための保護膜６３を形成する。保護膜６３はデポジショ
ン用ガスを供給しつつＦＩＢ６２を矩型に走査すること
で走査領域に金属膜を形成することによってなされる。
本実施例では幅約２μm、長さ１４μm、高さ１μm程度
のタングステン膜を形成した。ただし、保護膜６３はタ
ングステンに限ることはなく、炭素膜やプラチナ膜、シ
リコン膜などで形成してもよい。Next, as shown in FIG. 6C, a protective film 63 for protecting the sample is formed so as to cover the line connecting the two position specifying marks 61. The protective film 63 is formed by scanning the FIB 62 in a rectangular shape while supplying a deposition gas to form a metal film in a scan area.
In this embodiment, a tungsten film having a width of about 2 μm, a length of about 14 μm, and a height of about 1 μm was formed. However, the protective film 63 is not limited to tungsten, and may be formed of a carbon film, a platinum film, a silicon film, or the like.
【００７８】次に微小試料の摘出工程に入る。図６
（ｄ）のように、保護膜６３を囲むように、ＦＩＢ６２
によってコの字状に切り込みを入れることでカンチレバ
ー６５ができる。寸法例として、おおよそ幅４μm、長
さ１８μm、試料厚さ０．１μmである。Next, a process of extracting a micro sample is started. FIG.
The FIB 62 surrounds the protective film 63 as shown in FIG.
The cantilever 65 is formed by making a cut in a U-shape. As an example of the dimensions, the width is approximately 4 μm, the length is 18 μm, and the sample thickness is 0.1 μm.
【００７９】次に、図６（ｅ）のように、カンチレバー
６５にプローブ６６を接触させる。プローブ６６は微小
試料の移送手段の先端に固定したもので、移送手段の駆
動部（図示せず）には、不注意なプローブ６６の押し付
けによるカンチレバー６５やプローブ６６の破損を避け
るために、プローブ６６が試料に接触した時点で＋Ｚ方
向駆動を停止させる機能を有している。プローブ６６の
接触後、プローブ６６をカンチレバー６５に固定するた
めに、プローブ６６がカンチレバー６５に接触した状態
でプローブ６６先端を含む約２μm平方の領域にデポジ
ション膜６７を形成する。デポジション膜６７は保護膜
６３と同じ方法で形成し、同じ成分でよい。こうように
してプローブ６６とカンチレバー６５（摘出すべき試
料）とが接続できる（図６（ｆ））。Next, as shown in FIG. 6E, the probe 66 is brought into contact with the cantilever 65. The probe 66 is fixed to the tip of the transferring means of the micro sample, and a driving unit (not shown) of the transferring means is provided with a probe for preventing the cantilever 65 and the probe 66 from being damaged by careless pressing of the probe 66. 66 has a function of stopping the drive in the + Z direction when it comes into contact with the sample. After the contact of the probe 66, in order to fix the probe 66 to the cantilever 65, a deposition film 67 is formed in an area of about 2 μm square including the tip of the probe 66 while the probe 66 is in contact with the cantilever 65. The deposition film 67 is formed by the same method as the protection film 63, and may be the same component. In this way, the probe 66 and the cantilever 65 (sample to be extracted) can be connected (FIG. 6 (f)).
【００８０】その後、図６（ｇ）のようにカンチレバー
６５の支持部６８にＦＩＢ６２を照射してスパッタ加工
し、カンチレバー６５を切断する。切断後、プローブ６
６を徐々に上昇させると、図６（ｈ）のように微小薄片
試料５Ｃを元の平面ＴＥＭ試料５Ｂから分離摘出でき
る。Thereafter, as shown in FIG. 6 (g), the support portion 68 of the cantilever 65 is irradiated with the FIB 62 and subjected to sputtering to cut the cantilever 65. After cutting, probe 6
When the sample 6 is gradually raised, the minute thin sample 5C can be separated and extracted from the original flat TEM sample 5B as shown in FIG. 6 (h).
【００８１】以下は図７を用いて欠陥４２Ａを断面方向
から見るための断面ＴＥＭ試料を作る加工手順を説明す
る。The processing procedure for forming a cross-sectional TEM sample for viewing the defect 42A from the cross-sectional direction will be described below with reference to FIG.
【００８２】まず、図７（ａ）のように摘出した微小薄
片試料５Ｃを平面ＴＥＭ試料５Ｂから上昇した状態で停
止させ、試料ステージを試料ホルダ７０が微小薄片試料
５Ｃの真下に来るように相対的に移動させ、次いで（図
７（ｂ）のようにプローブ６６を降下させて微小薄片試
料５Ｃを試料ホルダ７０に接触させる。微小薄片試料５
Ｃが試料ホルダ７０に接触した時、プローブ６６の降下
は自動停止される。First, as shown in FIG. 7 (a), the micro-slice sample 5C extracted is stopped in a state where it is raised from the planar TEM sample 5B, and the sample stage is relatively moved so that the sample holder 70 comes directly below the micro-slice sample 5C. Then, as shown in FIG. 7 (b), the probe 66 is lowered to bring the minute thin sample 5C into contact with the sample holder 70. The minute thin sample 5
When C comes into contact with the sample holder 70, the lowering of the probe 66 is automatically stopped.
【００８３】次いで、微小薄片試料５Ｃを試料ホルダ７
０に固定するためにデポジション膜７１を微小薄片試料
５Ｃと試料ホルダ７０にまたがるように形成する。本実
施例でのデポジション膜７１は、微小薄片試料５Ｃの長
手方向の端辺に２μm平方程度の大きさである（図７
（ｃ））。その後、デポジション膜６７にＦＩＢ６２照
射して微小薄片試料５Ｃからプローブ６６を分離し、プ
ローブ６６破損を防止するためにプローブ６６をさらに
試料ホルダ７０から遠避けて待機させる。さらに微小薄
片試料５Ｃを試料ホルダ７０に確実に固定するために、
微小薄片試料７０の長手方向の他端辺にも２μm平方程
度のデポジション膜７１’を形成する（図７（ｄ））。Next, the minute thin sample 5C is placed in the sample holder 7
In order to fix to 0, the deposition film 71 is formed so as to straddle the micro-slice sample 5C and the sample holder 70. The deposition film 71 in the present embodiment has a size of about 2 μm square at the longitudinal end of the micro flake sample 5C (FIG. 7).
(C)). Thereafter, the deposition film 67 is irradiated with the FIB 62 to separate the probe 66 from the minute thin sample 5C, and the probe 66 is further kept away from the sample holder 70 to prevent the probe 66 from being damaged. Further, in order to securely fix the micro-laminate sample 5C to the sample holder 70,
A deposition film 71 'of about 2 μm square is also formed on the other end in the longitudinal direction of the micro flake sample 70 (FIG. 7D).
【００８４】次に、試料ホルダ７０に固定された微小薄
片試料５Ｃに対してＦＩＢ６２を照射して、試料ホルダ
７０とともに側面を除去して凹部７２を形成する。本実
施例では凹部７２の間口は約１０μm、奥行約２μm、深
さは約３μmとした（図７（ｅ））。さらに、反対側の
側面に、中央部に厚さが約０．１μmの薄壁が残るよう
に凹部７２’を加工する（図７（ｆ））。Next, the microblade sample 5C fixed to the sample holder 70 is irradiated with the FIB 62, and the side surface is removed together with the sample holder 70 to form the concave portion 72. In this embodiment, the frontage of the recess 72 is about 10 μm, the depth is about 2 μm, and the depth is about 3 μm (FIG. 7E). Further, a concave portion 72 ′ is formed on the opposite side surface so that a thin wall having a thickness of about 0.1 μm remains at the center (FIG. 7F).
【００８５】図７（ｇ）が完成した薄片試料の断面試料
で、中央の薄壁部７３の上部７４が注目する表面近傍欠
陥４２Ａ（図示せず）が含まれた微小薄片試料５Ｃの断
面試料で、高さ約０．１μm、幅約０．１μm、長さ約１
０μmの細線状である。参考のために、ＴＥＭ観察時の
入射する電子線の方向を矢印７５で示した。このよう
に、電子線は微小薄片試料の表面にほぼ平行に入射す
る。FIG. 7 (g) is a cross-sectional sample of the completed thin sample, which is a cross-sectional sample of a minute thin sample 5C including a near-surface defect 42A (not shown) in which the upper portion 74 of the central thin wall portion 73 is noticed. Approximately 0.1 μm in height, 0.1 μm in width and 1 in length
It is a fine line of 0 μm. For reference, the direction of the incident electron beam during TEM observation is indicated by an arrow 75. As described above, the electron beam is incident on the surface of the micro flake sample almost in parallel.
【００８６】このように、図６と図７で示した手順によ
って、表面近傍欠陥４２Ａを断面方向から観察するため
の試料を作成できた。本実施例の方法によると高精度に
欠陥部位の位置出しができる。しかもこれらの工程をす
べて真空雰囲気中で行なえるため、不要な微粉末の付着
などが殆どなく加工できる。In this manner, a sample for observing the near-surface defect 42A from the cross-sectional direction could be prepared by the procedures shown in FIGS. According to the method of the present embodiment, the position of a defective portion can be located with high accuracy. Moreover, since all of these steps can be performed in a vacuum atmosphere, processing can be performed with almost no unnecessary fine powder attached.
【００８７】このように作製した上記断面試料をＴＥＭ
に導入する。その後のＴＥＭ観察技術についてはよく知
られているのでここでは説明を省略する。The above-mentioned cross-sectional sample thus prepared was subjected to TEM.
To be introduced. Subsequent TEM observation techniques are well known and will not be described here.
【００８８】このように平面ＴＥＭ像と注目部の断面Ｔ
ＥＭ観察で得られた断面ＴＥＭ像とを複合的に解釈する
ことで、注目する表面近傍欠陥４２Ａの立体構造を推測
することができる。例えば本実施例の場合、欠陥像が平
面ＴＥＭ観察では正方形で、断面ＴＥＭ観察では菱形で
あったとすると、両ＴＥＭ像を複合的に解釈して欠陥は
八面体構造であると解釈できる。このように、平面の
み、もしくは断面のみのＴＥＭ観察では解釈のつきにく
い欠陥構造であっても、同一欠陥を９０°異なった方向
から観察することによって、構造を正確に解釈できるよ
うになった。As described above, the plane TEM image and the cross section T
By interpreting the composite with the cross-sectional TEM image obtained by the EM observation, it is possible to estimate the three-dimensional structure of the near-surface defect 42A of interest. For example, in the case of the present embodiment, if the defect image is square in planar TEM observation and rhombic in cross-sectional TEM observation, it can be interpreted that both TEM images are interpreted compositely and that the defect has an octahedral structure. As described above, even if the defect structure is difficult to be interpreted by TEM observation of only a plane or a cross section, the structure can be accurately interpreted by observing the same defect from different directions by 90 °.
【００８９】なお、マーキング方法については、ＦＩＢ
以外にも、予めマーク形状の開口パターンを設けたステ
ンシルマスクを用い、投射イオンビームによって複数の
マークパターンを一気に形成してもよい。特に投射イオ
ンビームでは観察視野の大きさに関わらず一定のマーク
パターンを付けることができるので、高倍率の視野につ
いてもマークの数や配置が相似形のマーキングを行なう
ことができる。The marking method is described in FIB
Alternatively, a plurality of mark patterns may be formed at once by a projected ion beam using a stencil mask provided with a mark-shaped opening pattern in advance. In particular, since a fixed mark pattern can be formed with the projected ion beam regardless of the size of the observation visual field, marking with a similar number and arrangement of marks can be performed even in a high-magnification visual field.
【００９０】＜実施例３＞本実施例は、上記試料作製方
法を実現するための試料作製装置に関する実施例であ
る。<Embodiment 3> This embodiment is an embodiment relating to a sample preparation apparatus for realizing the above-described sample preparation method.
【００９１】図１は、本発明による試料作製装置の一実
施例で、全体の概略構成を説明するための平面図であ
る。試料作製装置１は、欠陥検出部２とマーキング部３
がウェハハンドリング部４を介して連結された構造であ
る。マーキング部３はウェハ５を真空容器内に導入する
ためのロードロック室１６を備える。ウェハハンドリン
グ部４はウェハ５を欠陥検出部２とマーキング部３へに
出し入れするための機構であり、伸縮アーム４Ａと回転
機構４Ｂなどを含む構成である。FIG. 1 is a plan view for explaining an overall schematic configuration of an embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention. The sample manufacturing apparatus 1 includes a defect detection unit 2 and a marking unit 3
Are connected via a wafer handling unit 4. The marking section 3 includes a load lock chamber 16 for introducing the wafer 5 into the vacuum container. The wafer handling section 4 is a mechanism for taking the wafer 5 in and out of the defect detection section 2 and the marking section 3, and includes a telescopic arm 4A and a rotating mechanism 4B.
【００９２】ウェハ５の移動は通常、ウェハトレイ６に
設置した状態で行なう。欠陥検出部２で注目すべき欠陥
が検出された場合に、ウェハ５を欠陥検出部２からマー
キング部３に移送したり、また、マーキング部３からウ
ェハ５を搬出し、再度欠陥検出部２で検査することもで
きる。欠陥検出部２とマーキング部３の制御ならびにデ
ータの収集や処理は計算処理部１５で信号線１５Ａ、１
５Ｂを介して行なう。The movement of the wafer 5 is usually performed in a state where the wafer 5 is set on the wafer tray 6. When a noticeable defect is detected by the defect detection unit 2, the wafer 5 is transferred from the defect detection unit 2 to the marking unit 3, or the wafer 5 is unloaded from the marking unit 3. You can also inspect. The control of the defect detection unit 2 and the marking unit 3 and the collection and processing of data are performed by the calculation processing unit 15 through the signal lines 15A and 1A.
5B.
【００９３】欠陥検出部２の詳細な構成を図８で説明す
る。欠陥検出部２はウェハ５表面の表面近傍欠陥を計測
する部分で、対象とするウェハ５はウェハトレイ６に設
置し固定できる。このウェハトレイ６ごと高速に回転お
よび並進運動ができる試料ステージ７に設置する。The detailed configuration of the defect detector 2 will be described with reference to FIG. The defect detection unit 2 measures a near-surface defect on the surface of the wafer 5, and the target wafer 5 can be set on the wafer tray 6 and fixed. The wafer tray 6 is placed on a sample stage 7 that can rotate and translate at high speed.
【００９４】ウェハ５に照射するレーザ光８Ａ、８Ｂ
は、半導体励起ＹＡＧレーザ９Ａ（波長５３２nm）と半
導体レーザ９Ｂ（波長８１０nm）から出射される。各々
のレーザビームの経路中にはビーム平行化用レンズ１０
Ａ、１０Ｂ、反射板１１Ａ、１１’Ａ、１１Ｂ、１１’
Ｂ等が配置され、ウェハ５に対して入射角７５°で集束
入射できる。レーザ光８Ａ、８Ｂは、ウェハ５を回転さ
せることで、ウェハ表面をスパイラル状に走査する。ビ
ーム径はおよそ５μm×２５μmである。Laser light 8A, 8B applied to wafer 5
Are emitted from a semiconductor-pumped YAG laser 9A (wavelength 532 nm) and a semiconductor laser 9B (wavelength 810 nm). A beam collimating lens 10 is provided in the path of each laser beam.
A, 10B, reflectors 11A, 11'A, 11B, 11 '
B and the like are arranged, and can be focused and incident on the wafer 5 at an incident angle of 75 °. The laser light 8A, 8B scans the wafer surface in a spiral by rotating the wafer 5. The beam diameter is approximately 5 μm × 25 μm.
【００９５】装置構成としてさらに、表面近傍欠陥があ
ればレーザ光の走査に伴って欠陥からパルス的に発生す
る散乱光１２を集める集光レンズ１３、反射板１１Ｃ，
１１’Ｃ、波長別に散乱光１２Ａ、１２Ｂを検出する光
電子増倍管１４Ａ、１４Ｂ、散乱光が発生した位置と二
波長の信号強度を記憶させる計算処理機１５などを有し
ている。このような構成で得られたデータによって、欠
陥のウェハ面内分布、欠陥の深さ位置分布、欠陥の粒径
分布などを求めることができる。If there is a defect near the surface, the condensing lens 13 for collecting the scattered light 12 generated in a pulsed manner from the defect in accordance with the scanning of the laser beam, a reflecting plate 11C,
11'C, photomultiplier tubes 14A and 14B for detecting scattered lights 12A and 12B for each wavelength, a calculation processor 15 for storing the position where the scattered light is generated and the signal intensity of two wavelengths. From the data obtained by such a configuration, the distribution of defects in the wafer surface, the depth position distribution of defects, the particle size distribution of defects, and the like can be obtained.
【００９６】一方、マーキング部３は、ウェハ５を載置
したウェハトレイ６ごとロードロック室１６を介して真
空容器１７に導入できる構造である（図１参照）。真空
容器１７にはウェハ５などを観察してマークを付けるＦ
ＩＢ照射部１８とウェハ５を載置する試料ステージ１
９、二次電子または二次イオンを検出する二次粒子検出
器２０を含んでいる。計算処理部１５は欠陥検査部２の
計算処理部１５と兼用で、ＦＩＢ照射部１８、試料ステ
ージ１９、二次粒子検出器２０などを信号線１５Ｂを介
して制御する。On the other hand, the marking section 3 has a structure that allows the wafer tray 6 on which the wafer 5 is placed to be introduced into the vacuum vessel 17 via the load lock chamber 16 (see FIG. 1). Observe the wafer 5 and the like in the vacuum container 17 and make a mark F
IB irradiation unit 18 and sample stage 1 on which wafer 5 is placed
9. It includes a secondary particle detector 20 for detecting secondary electrons or secondary ions. The calculation processing unit 15 also serves as the calculation processing unit 15 of the defect inspection unit 2, and controls the FIB irradiation unit 18, the sample stage 19, the secondary particle detector 20, and the like via a signal line 15B.
【００９７】ＦＩＢ照射部１８は、例えば液体金属イオ
ン源、ビーム制限アパチャ、集束レンズ、対物レンズな
どから構成され、液体金属イオン源から放出されたイオ
ンビームを１０nm程度から数１００nm径のＦＩＢに形成
する。ＦＩＢは偏向器の電圧印加方法により種々の形状
に走査でき、局所的な加工ができる。ＦＩＢ照射時に試
料から発生する二次電子または二次イオンを二次粒子検
出器２０で検出することで、試料のＳＩＭ像もしくは二
次イオン像をディスプレイに表示でき、顕微鏡としての
役割も果たす。上記ＳＩＭ像は必要に応じて計算処理部
１５に記憶させる。The FIB irradiator 18 comprises, for example, a liquid metal ion source, a beam limiting aperture, a focusing lens, an objective lens, etc., and forms an ion beam emitted from the liquid metal ion source into a FIB having a diameter of about 10 nm to several 100 nm. I do. The FIB can scan in various shapes depending on the voltage application method of the deflector, and can perform local processing. By detecting secondary electrons or secondary ions generated from the sample at the time of FIB irradiation by the secondary particle detector 20, a SIM image or a secondary ion image of the sample can be displayed on a display, and also serves as a microscope. The SIM image is stored in the calculation processing unit 15 as necessary.
【００９８】計算処理部１５は欠陥検出部２で得た欠陥
座標の情報を受け取って処理でき、検出した表面近傍欠
陥の座標のうち、欠陥の深さや大きさを考慮して、注目
する欠陥の座標を指示することで、試料ステージ１９が
動作し、上記注目する欠陥をＦＩＢの視野内に停止させ
ることができる。また、計算処理部１５に事前にマーク
形状を記憶させておくことで、マーキングの命令を計算
処理部１５に与えることにより、瞬時に実施例１で説明
したようなマークを付けることができる。The calculation processing unit 15 can receive and process the information on the defect coordinates obtained by the defect detection unit 2, and among the coordinates of the detected near-surface defects, consider the depth and size of the defect and consider the defect. By designating the coordinates, the sample stage 19 operates, and the noted defect can be stopped in the field of view of the FIB. In addition, by storing the mark shape in the calculation processing unit 15 in advance, by giving a marking command to the calculation processing unit 15, it is possible to instantaneously apply the mark as described in the first embodiment.
【００９９】このような試料作製装置１を用いることに
よって、検出した欠陥のうち注目する欠陥の近傍にマー
クを付けることができ、マークを付けた試料を解析する
ことによって、注目する欠陥の形態などの詳細を明らか
にできる。By using such a sample preparation apparatus 1, a mark can be made in the vicinity of the defect of interest among the detected defects, and the form of the defect of interest can be analyzed by analyzing the marked sample. The details can be clarified.
【０１００】なお、本実施例では、マークを付ける手段
としてＦＩＢ照射部１８を設置したが、ＦＩＢ照射部１
８のかわりに、試料表面のアブレーションを利用してマ
ーキングを行なうために、エキシマレーザなどのパルス
レーザ光照射部あるいは半導体レーザ光照射系を設置し
てもよいし、試料近傍の雰囲気に含まれる不純物を付着
させてマークとするために、電子ビーム照射系を設置し
てもよい。また、機械的な押し当てや引っ掻きなどによ
ってマークするために高精度で駆動できメカニカルな金
属プローブやダイヤモンドプローブを設置してもよい。
ただし、メカニカルプローブの場合、顕微手段が必要
で、走査型電子顕微鏡などが併用される。また、ＦＩＢ
照射光学系のかわりに、投射イオンビーム光学系を用い
てもよい。いずれの方法でもＴＥＭ観察では欠陥と人工
的なマークとの区別がつくので、欠陥の位置を特定し易
く好適である。In this embodiment, the FIB irradiating section 18 is provided as a means for making a mark.
In place of the above-described method, a pulse laser beam irradiation unit such as an excimer laser or a semiconductor laser beam irradiation system may be provided to perform marking using ablation of the sample surface, or impurities contained in the atmosphere near the sample may be used. An electron beam irradiation system may be provided in order to attach a mark to form a mark. Further, a mechanical metal probe or a diamond probe which can be driven with high precision for marking by mechanical pressing or scratching may be provided.
However, in the case of a mechanical probe, microscopic means is required, and a scanning electron microscope or the like is also used. Also, FIB
A projection ion beam optical system may be used instead of the irradiation optical system. In any of the methods, a defect can be distinguished from an artificial mark by TEM observation, so that the position of the defect can be easily specified, which is preferable.
【０１０１】＜実施例４＞図９を用いて欠陥検査部２で
検出した欠陥のうち、注目する欠陥を含むμmレベルの
微小試料を摘出し、断面方向からＴＥＭ観察するための
試料に加工する装置を説明する。<Embodiment 4> A micro sample of μm level including a defect of interest is extracted from the defects detected by the defect inspection unit 2 with reference to FIG. 9 and processed into a sample for TEM observation from a cross-sectional direction. The device will be described.
【０１０２】図９の試料作製部２３は、図１におけるマ
ーキング部３の役割も果たし、マーキング部３の基本構
成に微小試料を試料ホルダに移し変える試料移送部２４
を少なくとも加えた構成で、局所的にデポジション膜を
形成するためのガスを供給するデポジション用ガス源２
５を搭載する場合もある。勿論、試料作製部２３は試料
に対してマークを付けることも可能である。The sample preparation section 23 in FIG. 9 also plays a role of the marking section 3 in FIG. 1, and the sample transfer section 24 for transferring a micro sample to a sample holder in the basic configuration of the marking section 3.
Gas source 2 for supplying a gas for locally forming a deposition film with a configuration in which at least
5 may be mounted. Of course, the sample preparation unit 23 can also mark the sample.
【０１０３】試料移送部２４を駆動するための試料移送
制御部２４’、デポジション用ガス源２５を駆動するた
めのデポジション源制御部２５’、ＦＩＢ４９を照射す
るＦＩＢ照射部１８を動作させるＦＩＢ制御部１８’や
試料ステージ１９の位置を制御するためのステージ制御
部１９’は計算処理部１５によって制御する。符号２２
は試料５の表面状態。計算処理機１５の計算結果や各種
制御装置への指示、動作状態などの表示部である。The sample transfer control unit 24 ′ for driving the sample transfer unit 24, the deposition source control unit 25 ′ for driving the deposition gas source 25, and the FIB for operating the FIB irradiation unit 18 for irradiating the FIB 49. The control unit 18 ′ and the stage control unit 19 ′ for controlling the position of the sample stage 19 are controlled by the calculation processing unit 15. Code 22
Indicates the surface state of sample 5. It is a display unit for displaying calculation results of the calculation processor 15, instructions to various control devices, operation states, and the like.
【０１０４】試料ホルダ（図示略）はＴＥＭの試料ステ
ージにサンプルを搭載するための治具で、ウェハトレイ
６の一部に着脱可能な構造で、必要に応じて微小試料を
搭載した試料ホルダをウェハトレイ６から離脱させてＴ
ＥＭやＳＥＭ、その他解析装置に導入できる。本実施例
で用いた試料ホルダの寸法は長さ２．６mm、上部幅３０
μm、下部幅２００μm、高さ０．７mm（シリコンウェハ
厚）の平板形状で、摘出した微小試料の固定面をシリコ
ンウェハ面または劈開面とすることで、摘出した微小試
料を固定面に固着してＴＥＭ観察しても固定面の凹凸が
電子線照射を阻害することはない。また、試料ホルダの
形状や寸法はこれに限ることはないが、固定面をウェハ
面もしくはへき開面にすることと固定面幅をできる限り
薄くすることが、ＴＥＭ試料に短時間で加工するため
と、ＴＥＭ観察しやすくするために必要である。The sample holder (not shown) is a jig for mounting the sample on the sample stage of the TEM, and has a structure detachable from a part of the wafer tray 6. Leave from 6 and T
It can be introduced to EM, SEM, and other analyzers. The dimensions of the sample holder used in this embodiment are 2.6 mm in length and 30 mm in upper width.
μm, lower width 200 μm, height 0.7 mm (silicon wafer thickness), the fixed surface of the extracted micro sample is a silicon wafer surface or a cleavage surface, and the extracted micro sample is fixed to the fixing surface. Even by TEM observation, unevenness of the fixed surface does not hinder electron beam irradiation. Although the shape and dimensions of the sample holder are not limited to this, it is necessary to make the fixed surface a wafer surface or a cleavage surface and make the fixed surface width as thin as possible in order to process a TEM sample in a short time. Is necessary to facilitate TEM observation.
【０１０５】また、ホルダカセット２７は上記試料ホル
ダを搭載する治具であり、ウェハトレイ６に付属して搭
載されている。１個のホルダカセット２７に搭載する試
料ホルダは１個でも複数個でもよく、特に複数個であれ
は試料ホルダの着脱や管理に便利である。また、ウェハ
トレイ６に設置するホルダカセット２７が複数個であっ
てもよい。例えば１個の試料ホルダに摘出した微小試料
を１個搭載するとして、１個のホルダカセット２７に１
０個の試料ホルダが搭載でき、このホルダカセット２７
がウェハトレイ６に５個搭載されているとすると、１枚
のウェハから５０個の微小試料を連続的に摘出すること
ができ、種々の条件での表面近傍欠陥を効率よく摘出で
き、欠陥の解析を系統立って実施できる。The holder cassette 27 is a jig for mounting the above-mentioned sample holder, and is attached to the wafer tray 6. One or a plurality of sample holders may be mounted on one holder cassette 27. In particular, a plurality of sample holders is convenient for attaching and detaching and managing the sample holder. Further, a plurality of holder cassettes 27 installed on the wafer tray 6 may be provided. For example, assuming that one extracted micro sample is mounted on one sample holder, one micro cassette is stored in one holder cassette 27.
0 sample holders can be mounted.
Assuming that five wafers are mounted on the wafer tray 6, 50 minute samples can be continuously extracted from one wafer, and near-surface defects can be efficiently extracted under various conditions, and defect analysis can be performed. Can be implemented systematically.
【０１０６】試料移送部２４はＸＹＺの３軸に動く粗動
機構部２４ＡとＺ方向に微動する微動機構部２４Ｂから
構成され、いずれも試料移送制御部２４’によって動作
する。先端には微小試料を摘出するためのプローブ２８
が接続されている。The sample transfer section 24 is composed of a coarse movement mechanism section 24A which moves in three axes of XYZ and a fine movement mechanism section 24B which moves finely in the Z direction, and both are operated by a sample transfer control section 24 '. At the tip, a probe 28 for extracting a micro sample
Is connected.
【０１０７】試料移送部２４は、ウェハ５が大口径であ
ってもその任意の箇所から素早くサンプリングできるよ
うにするために、移動速度が早くストロークが大きい粗
動機構部２４Ａと、粗動部の移動分解能と同等のストロ
ークを有して高い移動分解能の微動部２４Ｂとで構成
し、試料移送部２４全体を試料ステージ７と独立して設
置して、サンプリング位置の大きな移動は試料ステージ
移動に分担させた。The sample transfer section 24 is provided with a coarse movement mechanism section 24A having a fast moving speed and a large stroke, and a coarse movement section 24A so that the wafer 5 can be quickly sampled from an arbitrary position even if the wafer 5 has a large diameter. It is composed of a fine movement section 24B having a stroke equivalent to the movement resolution and having a high movement resolution, and the entire sample transfer section 24 is installed independently of the sample stage 7, and large movement of the sampling position is shared by movement of the sample stage. I let it.
【０１０８】上記粗動機構部２４ＡのＸＹＺ方向の駆動
はモータやギヤ、圧電素子などで構成し、数mm程度のス
トロークで、１μm以下の移動分解能を有している。上
記Ｚ方向の微動機構部２４Ｂは、対物レンズと試料との
間隔などの機械的制約から、できるだけコンパクトであ
ることや、精密移動することが要求されるため、バイモ
ルフ圧電素子を用いてサブμmの移動分解能が達成され
る。The coarse movement mechanism 24A is driven in the XYZ directions by a motor, gears, piezoelectric elements, etc., and has a moving resolution of 1 μm or less with a stroke of about several mm. The Z-direction fine movement mechanism section 24B is required to be as compact as possible and to be precisely moved due to mechanical constraints such as the distance between the objective lens and the sample. Moving resolution is achieved.
【０１０９】微動機構部２４Ｂの先端に微小試料を摘出
する際に用いるプローブ２８を備えている。ただし、試
料移送部２４の構成はここに示した構成に限定されるこ
とはなく、３軸とも高精度に動作する機構を設置するこ
とで上記Ｚ軸の微動機能を省略してもよいし、回転機構
を追加してもよい。A probe 28 used for extracting a micro sample is provided at the tip of the fine movement mechanism 24B. However, the configuration of the sample transfer unit 24 is not limited to the configuration shown here, and the fine movement function of the Z axis may be omitted by installing a mechanism that operates with high accuracy for all three axes, A rotation mechanism may be added.
【０１１０】この試料移送部２４に類似した従来技術と
して特開平５−５２７２１号公報（公知例２）がある。
この従来技術によれば、分離試料を搬送する搬送手段は
バイモルフ圧電素子３個をＸＹＺ軸に対応して構成して
いて、その搬送手段の設置位置は、上記公報からステー
ジ上に設置されていると読み取れる。この従来例のよう
に搬送手段が試料ステージに設置されていると、注目す
る分離箇所が例えば直径３００mmのウェハの中心部にあ
る場合では、搬送手段先端の移動ストロークが、搬送手
段位置から試料の所望箇所までの距離に比べて遥かに小
さいため、試料ステージに設置された搬送手段では注目
する分離箇所に届かないという致命的問題点を有するこ
とになる。本実施例では上述のような不具合を避けるた
め、試料移送部２４を試料ステージと独立して設けたこ
とも特徴の一つである。As a conventional technique similar to the sample transfer section 24, there is Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-52721 (known example 2).
According to this conventional technique, the transport means for transporting the separated sample is configured with three bimorph piezoelectric elements corresponding to the XYZ axes, and the installation position of the transport means is set on the stage from the above publication. Can be read. When the transfer means is installed on the sample stage as in this conventional example, when the separation point of interest is, for example, at the center of a wafer having a diameter of 300 mm, the moving stroke of the tip of the transfer means moves the sample from the transfer means position to the sample. Since the distance is much smaller than the distance to the desired position, there is a fatal problem that the transport means provided on the sample stage does not reach the separation point of interest. One of the features of the present embodiment is that the sample transfer unit 24 is provided independently of the sample stage in order to avoid the above-described problems.
【０１１１】デポジション用ガス源２５は先端のノズル
２９から有機金属ガスなど噴射できる構造で、有機金属
ガスを試料に噴射しつつＦＩＢ走査することで走査領域
にガス成分のデポジション膜を形成することができる。
このデポジション膜は試料表面の保護や部材同士の接着
の役割を果たす。The deposition gas source 25 has a structure capable of injecting an organic metal gas or the like from a nozzle 29 at the tip, and forms a deposition film of a gas component in a scanning region by performing FIB scanning while injecting the organic metal gas onto a sample. be able to.
The deposition film plays a role of protecting the sample surface and bonding members.
【０１１２】試料５であるウェハはロードロック室１６
を介して試料室内の真空度を損なうことなく試料ステー
ジ１９上に導入できる。The sample 5 wafer is loaded in the load lock chamber 16.
Can be introduced onto the sample stage 19 without impairing the degree of vacuum in the sample chamber.
【０１１３】このような装置を用いることで、平面ＴＥ
Ｍ試料における注目する欠陥をＴＥＭ観察するための試
料を確実に加工することができ、同一の表面近傍欠陥を
平面と断面の２方向からＴＥＭ観察することができ、こ
れまで不明な点が多かった表面近傍欠陥の形態を多面的
に解析できるようになった。By using such a device, the plane TE
A sample for observing a defect of interest in the M sample for TEM observation can be reliably processed, and a defect near the same surface can be observed by TEM from two directions of a plane and a cross section. The morphology of near-surface defects can be analyzed from multiple angles.
【０１１４】なお、本実施例４では、マーキング部と試
料作製部とを兼用としたが、分離してもよく、例えば、
マーキング部には電子ビームを利用したマーキング法を
採用し、試料作製部は上述のＦＩＢを利用した構成とし
てもよい。また、ここで示した試料作製部を用いた微小
試料の摘出方法については実施例２で詳述した。In the fourth embodiment, the marking section and the sample preparation section are used in common, but they may be separated from each other.
The marking unit may employ a marking method using an electron beam, and the sample preparation unit may employ a configuration using the above-described FIB. The method for extracting a micro sample using the sample preparation unit described above is described in detail in Example 2.
【０１１５】＜実施例５＞実施例３では、欠陥検出部２
とマーキング部３をまとめて備えた試料作製装置を示
し、実施例４ではマーキング部を兼ねた試料作製部２３
と欠陥検出部２を有した試料作製装置としたが、図１０
のように、専らウェハ５の表面近傍欠陥を検出する表面
近傍欠陥検出装置８０と、専らウェハ５にマークを施す
マーキング装置８１が機械的に独立した構成としてもよ
い。本実施例の場合、表面近傍欠陥検出装置８０とマー
キング装置８１の座標系を共通化し、それぞれの座標情
報を共有し、各々の装置の試料ステージの駆動系を制御
する命令を出したり、ウェハ５の情報を蓄える計算処理
機８２を有し、各々の装置とネットワーク８３で結合さ
れた構成とする。<Embodiment 5> In Embodiment 3, the defect detector 2
4 shows a sample preparation apparatus including the marking unit 3 and the marking unit 3 together. In the fourth embodiment, the sample preparation unit 23 serving also as a marking unit is shown.
FIG. 10 shows a sample preparation apparatus having the
As described above, the near-surface defect detection device 80 that exclusively detects the near-surface defect of the wafer 5 and the marking device 81 that exclusively marks the wafer 5 may be mechanically independent. In the case of the present embodiment, the coordinate system of the near-surface defect detection device 80 and the marking device 81 is made common, the respective coordinate information is shared, an instruction for controlling the drive system of the sample stage of each device is issued, , And has a configuration in which each device is connected to each device via a network 83.
【０１１６】対象とするウェハ５をマーキング装置８１
に導入すると共に、表面近傍欠陥検出装置８０で検出し
た注目する欠陥の座標情報を指定することで、マーキン
グ装置８１のステージを駆動させ、注目する欠陥部を素
早く視野内に捉えられるようにすることができる。ま
た、予め計算処理機８２に登録しておいたマーク形状を
もとに、連続して加工できる構成としてもよい。さらに
は、このマーキング装置８１が試料作製装置を兼ねてい
てもよく、マーキング装置と試料作製装置を独立させ
て、上記３つの装置を共通の計算処理機によって制御、
データ収集を行なう構成でもよい。The target wafer 5 is marked on the marking device 81.
And, by specifying the coordinate information of the defect of interest detected by the near-surface defect detection device 80, the stage of the marking device 81 is driven so that the defect portion of interest can be quickly captured in the field of view. Can be. Further, a configuration in which processing can be performed continuously based on a mark shape registered in the calculation processor 82 in advance may be employed. Further, the marking device 81 may also serve as a sample preparation device. The marking device and the sample preparation device are made independent, and the above three devices are controlled by a common computer.
A configuration for collecting data may be used.
【０１１７】さらに、従来の集束イオンビーム装置に波
長の異なるレーザがウェハに照射でき、散乱光を集束し
て分光し、検出器に送る機構を組み込んだ構成とし、各
波長の散乱光から得られる表面近傍欠陥の存在座標を記
憶する計算機が、集束イオンビーム制御や試料ステージ
の制御を兼ねる構成とすることで、検出した表面近傍欠
陥のおおよそ近傍に集束イオンビームを照射することが
できる。Further, the conventional focused ion beam apparatus can irradiate the wafer with lasers having different wavelengths, and has a structure in which a mechanism for focusing and dispersing the scattered light and sending it to the detector is provided, and it is obtained from the scattered light of each wavelength. The computer that stores the coordinates of the existence of the near-surface defect also serves as a control of the focused ion beam and the control of the sample stage, so that the focused ion beam can be irradiated to the vicinity of the detected near-surface defect.
【０１１８】さらにまた、前記の表面近傍欠陥検出装置
（例えばＯＳＤＡ装置）において、試料ステージを真空
容器内に設置できるようにしておき、またその真空容器
には少なくとも集束イオンビーム照射光学系、二次電子
検出器、デポジション用ガス供給源を設置し、検出した
欠陥のうち注目する欠陥を集束イオンビームの照射領域
内に試料ステージで移動できる制御系ならびに計算処理
機を設けることで、注目する欠陥の近傍に集束イオンビ
ームによってマークを付けることができる。Further, in the above-described near-surface defect detecting apparatus (for example, OSDA apparatus), the sample stage can be set in a vacuum vessel, and at least the focused ion beam irradiation optical system, the secondary By installing an electron detector and a deposition gas supply source, and installing a control system and a computer processing unit that can move the detected defects among the detected defects into the focused ion beam irradiation area on the sample stage, Can be marked with a focused ion beam in the vicinity of.
【０１１９】＜実施例６＞本実施例は、半導体ウェハの
表面近傍欠陥を製造の初期段階で検出し、その検出結果
をもとに、そのウェハが半導体装置の製造に使用できる
か否かを判定する、すなわちスクリーニングを行なう半
導体ウェハ管理方法に関するものである。<Embodiment 6> In this embodiment, a defect near the surface of a semiconductor wafer is detected at an early stage of manufacturing, and based on the detection result, it is determined whether or not the wafer can be used for manufacturing a semiconductor device. The present invention relates to a semiconductor wafer management method for performing judgment, that is, screening.
【０１２０】まず、データベースを作製しなければなら
ない。数多くの半導体ウェハについて、表面欠陥検出装
置を用いて表面近傍欠陥の数、面内および深さ分布、位
置、形状、種類のうちの少なくともいずれかを計算処理
機に記憶させる。一方、表面近傍欠陥に関して、すでに
述べた本発明の方法によって作成した試料について、Ｔ
ＥＭないしＳＴＥＭによる形状観察を行い、その結果を
なるべく多くの条件、例えば、ウェハ表面からの深浅
度、密集度の高低、ウェハ周辺と中心部、欠陥寸法の大
小等を計算処理機に記憶させる。このように記憶された
多くのデータから、表面欠陥検出装置で得られた結果と
ＴＥＭないしＳＴＥＭによる形状観察結果の相関をと
る。例えば「ある深さに分布する欠陥は八面体空孔が多
い」などの傾向をデータベース化して計算処理部に記憶
させる。First, a database must be created. For a large number of semiconductor wafers, at least one of the number, in-plane and depth distribution, position, shape, and type of near-surface defects is stored in a computer using a surface defect detection device. On the other hand, with respect to the near-surface defect, for the sample prepared by the method of the present invention described above, T
The shape is observed by EM or STEM, and the results are stored in a computer as many conditions as possible, for example, the depth from the wafer surface, the density of the wafer, the periphery and center of the wafer, and the size of the defect. From the many data stored in this way, the result obtained by the surface defect detection device and the shape observation result by TEM or STEM are correlated. For example, a tendency such as "defects distributed at a certain depth have many octahedral vacancies" is made into a database and stored in the calculation processing unit.
【０１２１】一方、半導体装置の製造に先立ち、使用す
るウェハについて表面欠陥検出を行なう。その時に得ら
れる表面近傍欠陥の数、面内および深さ分布、位置、形
状、種類のうちの少なくともいずれかをウェハの識別番
号と共に計算処理部に記憶させる。また、最終的に仕上
がった半導体装置をプローバ検査等のデバイス動作計測
装置によって動作確認する。このとき得られる動作が良
好なチップと不良動作するチップについて、表面欠陥検
出で得られた対応する場所の各評価項目との相関をと
る。さらに不良動作するチップについては、欠陥検出の
結果と、欠陥と電子顕微鏡観察の結果との相関、および
不良動作の原因、例えば絶縁膜の耐圧不良等とを対応付
けて記憶させる。On the other hand, before manufacturing a semiconductor device, surface defects are detected on a wafer to be used. At least one of the number, in-plane and depth distribution, position, shape, and type of the near-surface defects obtained at that time is stored in the calculation processing unit together with the wafer identification number. The operation of the finally completed semiconductor device is confirmed by a device operation measuring device such as a prober inspection. At this time, a correlation is obtained between a chip having a good operation and a chip having a bad operation and each evaluation item at a corresponding place obtained by surface defect detection. Further, for a chip that malfunctions, the result of the defect detection, the correlation between the defect and the result of electron microscopic observation, and the cause of the malfunction, such as the withstand voltage failure of the insulating film, are stored in association with each other.
【０１２２】このようにして、多くのウェハに対する表
面欠陥検出結果と、欠陥の電子顕微鏡観察結果と、半導
体装置の動作良好、不良の結果、不良部の原因との相関
をデータベースとして計算処理部に蓄えておく。In this way, the correlation between the surface defect detection results for a number of wafers, the electron microscopic observation results of the defects, the results of good and bad operation of the semiconductor device, and the cause of the defective portion is stored in the calculation processing unit as a database. Save it.
【０１２３】このようなデータベースをもとに、半導体
装置の製造現場においては、望ましくは製造に用いるウ
ェハの全数について表面欠陥検出を行なう。このとき得
られた表面近傍欠陥の数、面内および深さ分布、位置、
形状、種類のうちの少なくともいずれかのデータを計算
処理機に取り込んで、これまでに蓄えたデータベースと
比較すると、計測したウェハを用いてこの後半導体装置
製造プロセスを継続した場合の、ウェハ１枚あたりの良
品取得の歩留りがおおよそ推測できる。ウェハ１枚の製
造に関わるコストと製造によって得られる予測利益の比
較から、ある水準以上の欠陥の多さや分布では、製造す
れば損害が生じることが明らかになるので、製造の初期
の段階で不良ウェハをスクリーニングできる。このスク
リーニングよって、最終的な良品の半導体装置の取得歩
留りが向上する。On the basis of such a database, at a semiconductor device manufacturing site, surface defects are desirably detected for all the wafers used for manufacturing. The number of near surface defects obtained at this time, in-plane and depth distribution, position,
When at least one of the shape and type data is taken into the computer and compared with the database stored so far, one wafer when the semiconductor device manufacturing process is continued using the measured wafer thereafter. It is possible to roughly estimate the yield of good products per unit. A comparison of the cost associated with the production of a single wafer and the expected profits that can be obtained from the production reveals that if the number and distribution of defects exceeds a certain level, it will be harmful to produce them. Wafer can be screened. This screening improves the final yield of good semiconductor devices.
【０１２４】[0124]
【発明の効果】本発明によれば、ウェハの広範囲にわた
って検出した表面近傍欠陥に、容易にマーキングするこ
とができ、かつその表面近傍欠陥を含んだ部分を容易に
摘出し、薄片化できる。このため、注目した表面近傍欠
陥を短時間で詳細に解析できる。According to the present invention, defects near the surface detected over a wide area of the wafer can be easily marked, and a portion containing the defects near the surface can be easily extracted and thinned. For this reason, the focused surface near defect can be analyzed in detail in a short time.
【図１】本発明の一実施例による試料作製装置の概略構
成を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a sample manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来のＯＳＤＡ装置の原理を説明するための縦
断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining the principle of a conventional OSDA device.
【図３】本発明によるマークキングの実施例を示すウェ
ハ表面の部分平面図。FIG. 3 is a partial plan view of a wafer surface showing an embodiment of markking according to the present invention.
【図４】本発明によるマークキングの実施例を示すウェ
ハ表面の部分平面図。FIG. 4 is a partial plan view of the wafer surface showing an embodiment of markking according to the present invention.
【図５】本発明による第２マークの形成工程を示すウェ
ハ表面の部分平面図。FIG. 5 is a partial plan view of the wafer surface showing a step of forming a second mark according to the present invention.
【図６】本発明の一実施例による微小試料を摘出する工
程の手順を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a procedure of a step of extracting a micro sample according to one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例による微小試料の断面を形成
する工程の手順を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a procedure of a step of forming a cross section of a micro sample according to one embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例による欠陥検出部の構成を示
す要部斜視図。FIG. 8 is an essential part perspective view showing the configuration of a defect detection unit according to one embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例によるマーク検出部の構成を
示す要部斜視図。FIG. 9 is an essential part perspective view showing the configuration of a mark detection unit according to one embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の一実施例による試料作製装置のブロ
ック図。FIG. 10 is a block diagram of a sample preparation apparatus according to one embodiment of the present invention.
１…試料作製装置、２…欠陥検出部、３…マーキング
部、４…ウェハハンドリング部、５…ウェハ、６…ウェ
ハトレイ、７…試料ステージ、８…レーザ光、９Ａ、９
Ｂ…光源、１５…計算処理機、１６…ロードロック室、
１７…真空容器、１８…ＦＩＢ照射部、１９…試料ステ
ージ、２２…ディスプレイ、２３…試料作製部、２４…
試料移送部、２７…ホルダカセット、２８…プローブ、
４１…マーク、４２Ａ…表面近傍欠陥、４４…平面ＴＥ
Ｍ試料像、４６…第２マーク、５Ａ…ウェハ小片、５Ｂ
…平面ＴＥＭ試料、５Ｃ…微小薄片試料、６３…保護
膜、６６…プローブ、７０…試料ホルダ、７４…断面試
料。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample preparation apparatus, 2 ... Defect detection part, 3 ... Marking part, 4 ... Wafer handling part, 5 ... Wafer, 6 ... Wafer tray, 7 ... Sample stage, 8 ... Laser light, 9A, 9
B: light source, 15: computer, 16: load lock room,
17: vacuum container, 18: FIB irradiation unit, 19: sample stage, 22: display, 23: sample preparation unit, 24:
Sample transfer unit, 27: Holder cassette, 28: Probe,
41: mark, 42A: near surface defect, 44: plane TE
M sample image, 46: second mark, 5A: wafer piece, 5B
... Plane TEM sample, 5C ... micro flake sample, 63 ... protective film, 66 ... probe, 70 ... sample holder, 74 ... cross section sample.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｆ Ｇ Ｎ 21/88 ６４５Ａ (72)発明者 富松 聡 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 簑和 恭子 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 BA11 CA03 FA06 HA09 JA15 KA03 PA03 RA01 RA04 RA06 2G051 AA51 AB07 BA08 BA10 CA02 CA07 CB05 DA08 EA14 EB01 EB02 FA10 4M106 AA01 BA02 BA03 BA05 BA11 CA70 DA01 DA05 DA20 DH01 DH12 DH24 DH32 DH57 DH60 DJ01 DJ03 DJ04 DJ05 DJ06 DJ21 DJ23 DJ38 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/66 H01L 21 / 66H G01N 1/28 FGN 21/88 645A (72) Inventor Satoshi Tomimatsu 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Kyoko Minawa 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term in Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory 2G001 AA03 BA07 BA11 CA03 FA06 HA09 JA15 KA03 PA03 RA01 RA04 RA06 2G051 AA51 AB07 BA08 BA10 CA02 CA07 CB05 DA08 EA14 EB01 EB02 FA10 4M106 AA01 BA02 BA03 BA05 BA11 CA70 DA01 DA05 DA20 DH01 DH12 DH24 DH32 DH57 DH60 DJ01 DJ03 DJ04 DJ04
Claims (39)
出工程と、上記欠陥検出工程によって検出した表面近傍
欠陥のうち、所望の欠陥の近傍に識別用のマークを施す
マーキング工程を含むことを特徴とする試料作製方法。1. A defect detecting step for detecting a defect near the surface of a wafer, and a marking step for marking an identification mark near a desired defect among the surface near defects detected by the defect detecting step. Characteristic sample preparation method.
陥の座標情報を記憶する欠陥検出工程と、上記座標情報
をもとに所望の表面近傍欠陥を識別するマークを施すマ
ーキング工程と、上記マークをもとに欠陥の観察、計測
または分析のいずれかを行うのに適した試験片に、上記
ウェハを加工する加工工程を含むことを特徴とする試料
作製方法。A defect detecting step of detecting a defect near the surface of the wafer and storing coordinate information of the defect; a marking step of making a mark for identifying a desired near surface defect based on the coordinate information; A sample manufacturing method, comprising: a processing step of processing the wafer on a test piece suitable for performing any one of observation, measurement, and analysis of a defect based on the mark.
いて、上記欠陥検出工程が、レーザ光を上記ウェハの表
面の広範囲に、かつ上記ウェハに対して相対的に走査
し、上記ウェハからの散乱光を受光して上記表面近傍欠
陥の存在位置を検出する工程であることを特徴とする試
料作製方法。3. The sample manufacturing method according to claim 1, wherein the defect detecting step scans the laser light over a wide area of the surface of the wafer and relatively to the wafer, and scans the laser light from the wafer. A method for receiving a scattered light to detect an existing position of the near-surface defect.
いて、上記欠陥検出工程が、波長の異なる複数本のレー
ザ光を、上記ウェハの表面の広範囲に、かつ上記ウェハ
に対して相対的に走査し、上記ウェハの表面近傍から発
生する散乱光によって上記表面近傍欠陥の存在位置を検
出する工程であることを特徴とする試料作製方法。4. The sample manufacturing method according to claim 1, wherein said defect detecting step includes a step of applying a plurality of laser beams having different wavelengths over a wide area on the surface of said wafer and relative to said wafer. A method of scanning and detecting a position of the near-surface defect using scattered light generated from near the surface of the wafer.
いて、上記マーキング工程が、レーザ光、イオンビー
ム、電子ビーム、メカニカルプローブのうちの少なくと
もいずれかを用いてなされるることを特徴とする試料作
製方法。5. The sample preparation method according to claim 1, wherein the marking step is performed using at least one of a laser beam, an ion beam, an electron beam, and a mechanical probe. Production method.
いて、上記マーキング工程が、集束イオンビームまたは
投射イオンビームの照射による描画もしくは加工のいず
れかによって、上記ウェハの表面の一部に凹部もしくは
損傷領域を形成する加工を含むことを特徴とする試料作
製方法。6. A method according to claim 1, wherein said marking step is performed by drawing or processing by irradiation with a focused ion beam or a projected ion beam. A method for producing a sample, comprising processing to form a damaged region.
いて、上記マーキング工程が、電子ビーム照射によって
上記欠陥部周辺の雰囲気中の成分を含む付着物を、上記
ウェハ面上に形成する加工工程からなることを特徴とす
る試料作製方法。7. The sample manufacturing method according to claim 1, wherein the marking step includes forming an adhering substance containing components in an atmosphere around the defect portion on the wafer surface by electron beam irradiation. A method for producing a sample, comprising:
いて、上記マーキング工程が、先鋭化した金属プローブ
もしくはダイヤモンドにより、ウェハに対して機械的に
凹部もしくは損傷領域を形成する加工工程を含むことを
特徴とする試料加工方法。8. The method according to claim 1, wherein the marking step includes a step of mechanically forming a concave portion or a damaged region on the wafer with a sharpened metal probe or diamond. A sample processing method comprising:
記試験片は、透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕
微鏡による観察または計測のための試験片であることを
特徴とする試料作製方法。9. The method according to claim 2, wherein the test piece is a test piece for observation or measurement with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope.
上記試験片における欠陥を観察または計測する面が、上
記ウェハの表面に対して垂直方向となるように加工する
ことを特徴とする試料作製方法。10. The method according to claim 9, wherein:
A sample manufacturing method, characterized in that processing is performed such that a surface of the test piece for observing or measuring a defect is perpendicular to a surface of the wafer.
上記試験片における欠陥を観察または計測する面が、上
記ウェハの表面に対して平行となるように加工すること
を特徴とする試料作製方法。11. The method according to claim 9, wherein:
A sample manufacturing method, wherein a surface of a test piece for observing or measuring a defect is processed so as to be parallel to a surface of the wafer.
て、上記試験片をダイシング装置による上記ウェハの切
断加工と、集束イオンビームによる加工によって作製す
ることを特徴とする試料作製方法。12. The method according to claim 10, wherein the test piece is manufactured by cutting the wafer with a dicing apparatus and processing with a focused ion beam.
上記加工工程が、上記マークを基準にして上記所望の表
面近傍欠陥を含む微小試料を少なくともイオンビーム加
工を用いて上記ウェハから摘出する摘出工程と、上記微
小試料を解析用試料ホルダに移送して固定する固定工程
と、上記微小試料に対してさらに上記イオンビームによ
る加工を施して解析しやすい形状にする仕上げ工程とを
含むことを特徴とする試料作製方法。13. The method according to claim 2, wherein:
The processing step is an extraction step of extracting a micro sample including the desired near-surface defect from the wafer using at least ion beam processing with reference to the mark, and transferring the micro sample to an analysis sample holder. A sample manufacturing method, comprising: a fixing step of fixing; and a finishing step of further processing the micro sample with the ion beam so as to make the shape easy to analyze.
上記加工工程が、上記マークを基準にして上記ウェハを
切断もしくは劈開して上記マークを含む小片とする工程
と、上記小片についてウェハ表面に略平行な薄片部を有
する薄片試料に加工する薄片化工程を含むことを特徴と
する試料作製方法。14. The method according to claim 2, wherein:
The processing step is a step of cutting or cleaving the wafer based on the mark to form a small piece including the mark, and a thinning step of processing the small piece into a thin sample having a thin portion substantially parallel to the wafer surface. A method for preparing a sample, comprising:
て、上記薄片化工程の後、さらに上記薄片部を透過型電
子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡の観察によって上
記マークと上記所望の表面近傍欠陥の相対位置関係を求
める工程と、上記位置関係をもとに上記薄片部のうち上
記表面近傍欠陥を含む一部を摘出して解析のための試料
ホルダに固定する工程と、上記表面近傍欠陥を含んで上
記ウェハ面に略垂直な薄片に加工する断面加工工程とを
含むことを特徴とする試料作製方法。15. The method for preparing a sample according to claim 14, wherein after the thinning step, the thin section is further inspected with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope to determine whether the mark and the desired near-surface defect are present. A step of obtaining a relative positional relationship; a step of extracting a part including the near-surface defect from the thin section based on the above-described positional relationship and fixing the same to a sample holder for analysis; And a cross-section processing step of processing into a thin section substantially perpendicular to the wafer surface.
上記加工工程が、上記マークを基準にして上記ウェハを
切断もしくは劈開して上記マークを含む小片とし、上記
小片についてウェハ面に略平行な薄片部を有する薄片試
料を作製する工程と、上記薄片部を透過型電子顕微鏡ま
たは走査型透過電子顕微鏡の観察によって上記マークと
上記所望の表面近傍欠陥の相対位置関係を求める工程
と、上記薄片試料に対してさらに集束イオンビームまた
は電子ビームによって所望の表面近傍欠陥の位置を詳細
に識別する第２のマークを施す第２マーキング工程を含
むことを特徴とする試料作製方法。16. The method according to claim 2, wherein:
The processing step comprises cutting or cleaving the wafer based on the mark to form a small piece including the mark, and producing a thin sample having a thin section substantially parallel to a wafer surface of the small piece; Determining the relative positional relationship between the mark and the desired near-surface defect by observation with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope; and A sample manufacturing method, comprising: a second marking step of applying a second mark for identifying a position of a defect in detail.
て、上記第２マーキング工程がパルスレーザ、集束イオ
ンビーム、投射イオンビーム、電子ビームのうちの少な
くともいずれかを用いてなされることを特徴とする試料
作製方法。17. The method according to claim 16, wherein the second marking step is performed using at least one of a pulse laser, a focused ion beam, a projected ion beam, and an electron beam. Sample preparation method.
法において、上記第２のマークが、直線状または格子点
状に配置したドットまたは線分もしくは記号の集合の少
なくともいずれかであることを特徴とする試料作製方
法。18. The method according to claim 16, wherein the second mark is at least one of a dot, a line segment, and a set of symbols arranged in a straight line or a lattice point. Sample preparation method.
試料作製方法において、上記第２のマークを施した上記
薄片試料を透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微
鏡で観察して、所望の上記表面近傍欠陥と上記第２のマ
ークとの相対位置関係を明らかにし、上記表面近傍欠陥
の存在位置を特定する位置決定工程を含むことを特徴と
する試料作製方法。19. The method for preparing a sample according to claim 16, wherein the thin sample provided with the second mark is observed with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope to obtain a desired one. A sample preparation method, comprising: clarifying a relative positional relationship between the near-surface defect and the second mark and specifying a position where the near-surface defect exists.
て、上記位置決定工程の後に、上記所望の表面近傍欠陥
を含んで、上記表面近傍欠陥を断面方向から透過型電子
顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡で観察するための断
面薄片試料に加工する断面薄片化工程を有することを特
徴する試料作製方法。20. The sample preparation method according to claim 19, wherein after the position determining step, the desired near-surface defect is included in the desired near-surface defect, and the near-surface defect is cross-sectionally viewed with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope. A sample preparation method, comprising: a cross-sectional thinning step of processing into a cross-sectional thin sample for observation by the method.
の表面近傍欠陥を検出する欠陥検出工程と、（ｂ）上記
表面近傍欠陥の座標情報を記憶する記憶工程と、（ｃ）
上記表面近傍欠陥のうち注目する表面近傍欠陥の近傍に
マークを付けるマーキング工程と、（ｄ）上記ウェハを
上記注目する欠陥と上記マークを含んだ小片に切断する
工程と、（ｅ）上記小片を裏面から薄片化して薄片試料
に加工する工程と、（ｆ）上記薄片試料を上記マークを
基準に上記注目する表面近傍欠陥を透過型電子顕微鏡ま
たは走査型透過電子顕微鏡で観察する観察工程からなる
ことを特徴とする表面近傍欠陥の解析方法。21. (a) a defect detecting step of detecting a defect near the surface of the wafer by laser beam irradiation; (b) a storing step of storing coordinate information of the defect near the surface; and (c).
A marking step of making a mark in the vicinity of the surface near defect of interest out of the surface near defects, (d) cutting the wafer into small pieces containing the defect of interest and the mark, and (e) removing the small piece from the wafer. And (f) an observation step of observing the near-surface defect of interest with reference to the mark using a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope. A method for analyzing near-surface defects, characterized by the following.
法において、さらに（ａ）上記観察工程での観察結果を
もとに、薄片試料にさらに詳細な第２のマークを施す第
２マーキング工程と、（ｂ）上記第２のマークを施した
試料を透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕微鏡で
観察する観察工程と、（ｃ）上記透過型電子顕微鏡また
は走査型透過電子顕微鏡による観察結果をもとに、上記
注目する欠陥を含む観察領域を決定する工程と、（ｄ）
上記決定された領域を含む微小試料を摘出する工程と、
（ｅ）上記微小試料を上記所望の表面近傍欠陥を含む断
面薄片試料に加工する断面薄片化工程と、（ｆ）上記断
面薄片試料を透過型電子顕微鏡または走査型透過電子顕
微鏡で観察する工程からなることを特徴とする表面近傍
欠陥の解析方法。22. The method according to claim 21, further comprising: (a) a second marking step of applying a more detailed second mark to the flake sample based on the observation result in the observation step. (B) an observation step of observing the sample provided with the second mark with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope, and (c) an observation result obtained by the transmission electron microscope or the scanning transmission electron microscope. (C) determining an observation region including the defect of interest;
Extracting a micro sample including the determined area,
(E) a cross-sectional thinning process of processing the micro sample into a cross-sectional thin sample containing the desired near-surface defect, and (f) a process of observing the cross-sectional thin sample with a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope. A method of analyzing near-surface defects.
陥の解析方法において、上記欠陥検出工程によって得た
欠陥のうちの所望の欠陥について、上記ウェハの表面に
垂直方向と断面方向から透過型電子顕微鏡または走査型
透過電子顕微鏡によって観察して上記表面近傍欠陥を解
析することを特徴とする表面近傍欠陥の解析方法。23. The method for analyzing near-surface defects according to claim 21 or 22, wherein a desired one of the defects obtained in said defect detection step is transmitted from a direction perpendicular to a surface of said wafer and in a cross-sectional direction. A method for analyzing near-surface defects, characterized in that the near-surface defects are analyzed by observation with a microscope or a scanning transmission electron microscope.
って得られた表面近傍欠陥の位置、数、分布、種類のう
ちの少なくともいずれかと、上記表面近傍欠陥の電子顕
微鏡観察による形状観察結果と、上記ウェハに形成され
た半導体装置の動作不良の発生位置、発生数、不良の形
態のうちの少なくともいずれかとの相関関係をデータベ
ース化しておき、半導体装置の製造時に半導体ウェハの
表面近傍欠陥の検出を定期的に行なって得られる検出結
果と上記データベースに基づいて、上記半導体ウェハの
スクリーニングを行なうことを特徴とする半導体装置製
造方法。24. At least one of the position, number, distribution, and type of near-surface defects obtained by detecting near-surface defects of the semiconductor wafer, and the shape observation result of the near-surface defects by electron microscope observation; The correlation between at least one of the occurrence position, the number of occurrences, and the form of the failure of the semiconductor device formed on the wafer is stored in a database, and a defect near the surface of the semiconductor wafer is periodically detected during the manufacture of the semiconductor device. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor wafer is screened on the basis of a detection result obtained by performing the method and the database.
出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の欠陥の近傍にマ
ークを付けるマーキング部とを少なくとも有することを
特徴とする試料作製装置。25. A sample preparation apparatus comprising at least a defect detection unit for detecting a near-surface defect of a wafer, and a marking unit for marking a vicinity of a desired defect among the near-surface defects.
出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の欠陥の近傍にマ
ークを付けるマーキング部と、上記欠陥検出部によって
検出した欠陥のうち、少なくとも注目する欠陥を含む微
小試料を摘出し、分析装置または観察装置または計測装
置の少なくともいずれかに搭載するのに適した形状に加
工する試料加工部とを有することを特徴とする試料作製
装置。26. A defect detection unit for detecting a defect near the surface of a wafer, a marking unit for marking a vicinity of a desired defect among the defects near the surface, and at least one of defects detected by the defect detection unit. A sample processing unit for extracting a micro sample containing a defect to be processed and processing the sample into a shape suitable for mounting on at least one of an analyzer, an observation device, and a measurement device.
出部と、上記表面近傍欠陥のうち所望の欠陥の近傍にマ
ークを付けるとともに、上記マークをもとにして上記所
望の欠陥を含む微小試料を摘出して、分析装置または観
察装置または計測装置のいずれかに適する形状の試料片
に加工する試料加工部を有することを特徴とする試料作
製装置。27. A defect detector for detecting a defect near the surface of a wafer, a mark placed near a desired defect among the defects near the surface, and a minute sample containing the desired defect based on the mark. A sample processing unit for extracting a sample and processing the sample into a sample piece having a shape suitable for an analysis device, an observation device, or a measurement device.
置において、上記試料加工部は、摘出した上記微小試料
を別の部材に移動させる試料移動手段を有することを特
徴とする試料作製装置。28. The sample preparation apparatus according to claim 26, wherein the sample processing section has a sample moving means for moving the extracted micro sample to another member.
試料作製装置において、上記欠陥検出部と上記マーキン
グ部、もしくは、上記欠陥検出部と上記マーキング部と
上記試料加工部、もしくは、上記欠陥検出部と上記試料
加工部のいずれかの相互間のウェハの出し入れを行なう
ウェハハンドラを有することを特徴とする試料作製装
置。29. The sample manufacturing apparatus according to claim 25, wherein the defect detecting section and the marking section, or the defect detecting section and the marking section and the sample processing section, or the defect A sample preparation apparatus, comprising: a wafer handler for taking a wafer in and out of a detection unit and any one of the sample processing units.
試料作製装置において、上記欠陥検出部と上記マーキン
グ部、もしくは、上記欠陥検出部と上記マーキング部と
上記試料加工部、もしくは、上記欠陥検出部と上記試料
加工部の少なくともいずれかの相互間を上記ウェハが移
動する搬送路を有することを特徴とする試料作製装置。30. The sample preparation apparatus according to claim 25, wherein the defect detection unit and the marking unit, or the defect detection unit and the marking unit and the sample processing unit, or the defect. A sample preparation apparatus, comprising: a transfer path through which the wafer moves between at least one of a detection unit and the sample processing unit.
の試料作製装置において、さらに、少なくとも上記欠陥
検出部において検出した欠陥の座標情報を記憶する計算
処理部を有したことを特徴とする試料作製装置。31. The sample preparation apparatus according to claim 25, further comprising a calculation processing unit for storing at least coordinate information of the defect detected by said defect detection unit. Production equipment.
試料作製装置において、上記欠陥検出部が、レーザを発
生して上記ウェハに照射するレーザ発生手段と、上記ウ
ェハからの散乱光を検知する光検知手段とを少なくとも
有することを特徴とする試料作製装置。32. The sample preparation apparatus according to claim 25, wherein the defect detection unit generates a laser and irradiates the wafer with the laser, and detects scattered light from the wafer. And a light detecting means for performing the measurement.
試料作製装置において、上記欠陥検出部が、互いに異な
った波長のレーザを発生して上記ウェハに照射する複数
のレーザ発生手段と、上記ウェハからの散乱光を波長ご
とに検知する複数の光検知手段とを少なくとも有するこ
とを特徴とする試料作製装置。33. The sample preparation apparatus according to claim 25, wherein said defect detection section generates a plurality of lasers having different wavelengths from each other and irradiates said wafer with said plurality of lasers. A sample preparation apparatus, comprising: at least a plurality of light detection means for detecting scattered light from a wafer for each wavelength.
試料作製装置において、上記マーキング部は、レーザ光
照射光学系、イオンビーム照射光学系、電子ビーム照射
光学系、メカニカルプローブのうちの少なくともいずれ
かを有することを特徴とする試料作製装置。34. The sample preparation apparatus according to claim 25, wherein the marking section is at least one of a laser beam irradiation optical system, an ion beam irradiation optical system, an electron beam irradiation optical system, and a mechanical probe. A sample preparation apparatus comprising any one of the above.
て、上記イオンビーム照射光学系が集束イオンビーム照
射手段または投射イオンビーム照射手段のいずれかであ
ることを特徴とする試料作製装置。35. A sample preparation apparatus according to claim 34, wherein said ion beam irradiation optical system is one of a focused ion beam irradiation unit and a projected ion beam irradiation unit.
た欠陥の座標情報を記憶するする表面近傍欠陥検出装置
と、ウェハから所望の欠陥を含む微小試料片を摘出して
分析装置または観察装置または計測装置のうちのいずれ
かに適する形状の試料片に加工する試料作製装置と、透
過型電子顕微鏡もしくは走査型透過電子顕微鏡と、ウェ
ハ名称、欠陥座標、欠陥分布、試料片名称、欠陥画像の
うちの少なくともいずれかのデータを蓄えたコンピュー
タとを相互にネットワークによって接続したことを特徴
とする表面近傍欠陥解析システム。36. A near-surface defect detecting device for detecting a near-surface defect of a wafer and storing coordinate information of the detected defect, and an analyzing device or an observing device for extracting a small sample piece containing a desired defect from the wafer. Alternatively, a sample preparation device that processes a sample piece having a shape suitable for one of the measurement devices, a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope, and a wafer name, defect coordinates, a defect distribution, a sample piece name, and a defect image. A near-surface defect analysis system, wherein a computer storing at least one of the data is connected to each other via a network.
生してウェハに照射するレーザ光照射部と、上記ウェハ
からの散乱光を検知する光検知部と、上記散乱光の発生
した座標情報を記憶する計算処理手段とを少なくとも有
する表面近傍欠陥検出装置において、上記ウェハにイオ
ンビームを照射する手段を有したことを特徴とする表面
近傍欠陥検出装置。37. A laser light irradiator for generating laser light of at least one wavelength and irradiating the wafer with a light, a light detector for detecting scattered light from the wafer, and information on coordinates at which the scattered light is generated. A near-surface defect detection apparatus, comprising: at least a calculation processing means for storing; and a means for irradiating the wafer with an ion beam.
生してウェハに照射するレーザ光照射部と、上記ウェハ
からの散乱光を検知する光検知部と、上記散乱光の発生
した座標情報を記憶する計算処理手段と、所望の上記散
乱光の発生部の上記座標情報をもとに発光部の近傍にレ
ーザマークを施すレーザマーク用のレーザ光照射手段を
有することを特徴とする表面近傍欠陥検出装置。38. A laser light irradiator for generating laser light of at least one wavelength and irradiating the wafer with light, a light detector for detecting scattered light from the wafer, and a coordinate information generating the scattered light. A defect near the surface, comprising: a calculation processing means for storing; and a laser light irradiation means for a laser mark for performing a laser mark near the light emitting part based on the coordinate information of the desired scattered light generation part. Detection device.
イオンビーム装置において、レーザ光を発生して上記ウ
ェハに照射するレーザ光照射部と、上記ウェハからの散
乱光を検知する光検知手段と、上記散乱光を発生した座
標情報を記憶する計算処理手段とを少なくとも有する表
面近傍欠陥検出部を有したことを特徴とする集束イオン
ビーム装置。39. An ion beam apparatus for irradiating a part of a wafer with an ion beam, a laser beam irradiator for generating a laser beam and irradiating the wafer, and a light detecting means for detecting scattered light from the wafer. A focused ion beam apparatus, comprising: a near-surface defect detection unit having at least a calculation processing means for storing coordinate information that has generated the scattered light.
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