JPH04107839A - Foreign material detector - Google Patents
Foreign material detectorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、異物の検出装置に関し、特に試料に付着する
汚染有機物を検出し、固定する異物検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a foreign matter detection device, and more particularly to a foreign matter detection device that detects and fixes contaminant organic matter adhering to a sample.
従来、この種の汚染有機物の検出装置としては、電子ビ
ームを試料に照射し、汚染有機物からのオージェ電子を
検出するオージェ電子分光装置(Auger Elec
tron 5pectro 5cope、以flAEs
と呼ぶ)や、紫外線を試料に照射し、汚染有機物からの
蛍光を観察し、またその蛍光の分光を行なうことのでき
る蛍光顕微分光装置等がある。Conventionally, this type of contaminant organic matter detection device is an Auger electron spectrometer (Auger electron spectrometer) that irradiates a sample with an electron beam and detects Auger electrons from the contaminant organic matter.
tron 5pectro 5cope, hereafter flAEs
There are also fluorescent microspectrometers that can irradiate a sample with ultraviolet rays, observe the fluorescence from contaminated organic matter, and perform spectroscopy of the fluorescence.
AESにおいては試料は真空チャンバ中に置かれ、この
試料上に10〜30keV程度に加速された電子ビーム
を照射する。この電子ビームが汚染有機物に照射される
と、有機物を構成している例えば炭素、水素などの原子
が励起状態となりこの原子中の励起された電子が規定順
位にもどるときにオージェ電子を放射する。このオージ
ェ電子のエネルギーは、その原子の種類により一意に決
定されるので、このオージェ電子のエネルギー分散スペ
クトルを得ることにより汚染有機物を構成している元素
の存在比を得ることができ、汚染物の固定が可能な装置
である。In AES, a sample is placed in a vacuum chamber, and an electron beam accelerated to about 10 to 30 keV is irradiated onto the sample. When this electron beam is irradiated onto a contaminated organic substance, atoms such as carbon and hydrogen constituting the organic substance become excited, and when the excited electrons in these atoms return to the specified order, they emit Auger electrons. The energy of this Auger electron is uniquely determined by the type of the atom, so by obtaining the energy dispersion spectrum of this Auger electron, it is possible to obtain the abundance ratio of the elements that make up the contaminant organic matter. This is a device that can be fixed.
また、蛍光顕微分光装置においては、試料上に高圧水銀
ランプ等からの紫外線を励起フィルタを通して波長選択
した光を照射する。有機物中ではこの入射光により励起
された電子が中間順位を介して、規定状態にもどるとき
に発光現像をおこす。In addition, in a fluorescence microspectroscopy device, a sample is irradiated with ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp or the like through an excitation filter with wavelengths selected. In an organic substance, when electrons excited by this incident light return to a normal state via an intermediate order, luminescent development occurs.
この発光の分光スペクトルは、その有機物に固有のスペ
クトルを持つので、あらかじめ既知の物質の分光スペク
トルと比較することで、汚染有機物の固定が可能である
。また特定の蛍光のピーク波長のみを通過する検出フィ
ルターを用い紫外線で試料を観察することにより試料上
での汚染有機物の分布を知ることも可能である。Since the spectrum of this light emission has a spectrum unique to the organic substance, it is possible to fix the contaminant organic substance by comparing it with the spectrum of a known substance. It is also possible to know the distribution of contaminant organic matter on a sample by observing the sample under ultraviolet light using a detection filter that passes only a specific fluorescence peak wavelength.
上述した従来の汚染有機物の検出装置においては、以下
のような問題がある。まず、前者のAESにおいては、
汚染有機物を構成する元素の存在割合すなわち有機物の
組成は判定可能であるが、その結合状態を含めた解析は
不可能であり、組成比がほぼ同一で、結合が全く異なる
2つの有機物が存在した場合、これらの2つを異なるも
のと判定することができない。The conventional contaminant organic matter detection device described above has the following problems. First, in the former AES,
Although it is possible to determine the abundance ratio of the elements that make up the organic contaminants, that is, the composition of the organic matter, it is impossible to analyze the bonding state, indicating that there were two organic substances with almost the same composition ratio but completely different bonds. In this case, these two cannot be determined to be different.
一方、後者の蛍光順微分光装置においては、励起光とし
て紫外線を光学的手法により絞っているため、ビームサ
イズを直径数μm程度にしか絞ることができない、この
ため、数μm程度の隣合った位置に2つの異なる有機物
汚染が存在した場合、これら2種類の有機物からの発光
スペクトルを分離することができず、有機物の固定も不
可能となる。また、汚染有機物の厚さが薄い場合には励
起紫外光がこの有機物中に吸収されにくいため、蛍光強
度が弱く、検出に十分な強度が得られないという問題が
ある。On the other hand, in the latter type of fluorescence order differential spectrometer, the ultraviolet rays used as excitation light are narrowed down by an optical method, so the beam size can be narrowed down to only a few micrometers in diameter. If two different types of organic contamination exist at a location, the emission spectra from these two types of organic matter cannot be separated, and fixation of the organic matter becomes impossible. Further, when the thickness of the contaminant organic matter is thin, the excitation ultraviolet light is difficult to be absorbed into the organic matter, resulting in a problem that the fluorescence intensity is weak and sufficient intensity for detection cannot be obtained.
本発明の目的は、かかる欠点を解消する異物検出装置を
提供することである。An object of the present invention is to provide a foreign object detection device that eliminates such drawbacks.
本発明の異物検出装置は、真空中で試料上に電子ビーム
を入射し、半導体基板上の異物を検出する異物検査装置
において、前記電子ビームにより励起された汚染有機物
からの蛍光を分光する手段と、分光された蛍光を検知す
る検知器とを備えることを特徴としている。The foreign matter detection device of the present invention is a foreign matter inspection device that detects foreign matter on a semiconductor substrate by injecting an electron beam onto a sample in a vacuum, and includes means for spectroscopy of fluorescence from contaminated organic matter excited by the electron beam. , and a detector that detects the spectroscopic fluorescence.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の汚染有機物検出装置のブロ
ック図である。この異物検出装置は、同図に示すように
、試料1を収納する真空チャンバ2と、真空チャンバ2
に内蔵されるとともに試料1に電子ビームを照射する電
子銃3と、電子ビームを試料面に偏向走査させる走査回
路5と、試料1より発生する二次電子を補足する二次電
子検出器6と、試料lの汚染有機物より発生する蛍光を
検知する蛍光検出器7と、試料1からの二次電子及び蛍
光スペクトル信号を入力して演算処理するCPU4と、
演算処理された信号を入力し、試料面の汚染有機物の存
在を表示するデイスプレィ12とで構成されている。ま
た、蛍光検出器7は、真空チャンバ2に取付けられるガ
ラス窓8と、蛍光を収束する光学レンズ9と、蛍光のス
ペクトルを分光するフィルタ10と、フィルタ10を通
過した蛍光スペクトル光を電子信号に変換する光電子増
倍管11とで構成されている。FIG. 1 is a block diagram of a contaminant organic substance detection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this foreign object detection device consists of a vacuum chamber 2 that houses a sample 1, and a vacuum chamber 2 that accommodates a sample 1.
An electron gun 3 that is built in and irradiates the sample 1 with an electron beam, a scanning circuit 5 that deflects and scans the electron beam on the sample surface, and a secondary electron detector 6 that captures secondary electrons generated from the sample 1. , a fluorescence detector 7 that detects fluorescence generated from contaminant organic matter in sample 1, and a CPU 4 that inputs and processes the secondary electron and fluorescence spectrum signals from sample 1;
It is comprised of a display 12 that inputs arithmetic processed signals and displays the presence of organic contaminants on the sample surface. The fluorescence detector 7 also includes a glass window 8 attached to the vacuum chamber 2, an optical lens 9 that converges fluorescence, a filter 10 that separates the fluorescence spectrum, and converts the fluorescence spectrum light that has passed through the filter 10 into an electronic signal. It is composed of a photomultiplier tube 11 for conversion.
第2図及び第3図はモニタに写し出された試料面の状態
を示す図である。FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the state of the sample surface displayed on the monitor.
次に、この異物検出装置の動作を説明する。まず、試料
1を真空チャンバ2に収納する0次に電子銃3より電子
ビームを発生し、走査回路5により、ビームを偏向走査
し、試料1の面には窓ガラス8及び光学レンズ9を介し
て、フィルタ10へ入光する0次に、このフィルタ10
により特定の波長の光のみが光電子増倍管11に入射し
、電気信号に変換される。なお、このフィルター10は
、観察したい汚染有機物の波長に合わせて選択可能であ
り、例えば、ポジ型フォトレジストによる汚染物を観察
したい場合は600nmの波長を光を通過するようなフ
ィルタを選択すれば良い。Next, the operation of this foreign object detection device will be explained. First, a sample 1 is stored in a vacuum chamber 2, an electron beam is generated from an electron gun 3, and the beam is deflected and scanned by a scanning circuit 5. Then, the zero-order light incident on the filter 10 is
As a result, only light of a specific wavelength enters the photomultiplier tube 11 and is converted into an electrical signal. Note that this filter 10 can be selected according to the wavelength of the contaminant organic matter to be observed. For example, if you want to observe contaminants caused by positive photoresist, you can select a filter that passes light at a wavelength of 600 nm. good.
次に、CPU4に薬められた二次電子検出器6からの信
号によりデイスプレィ12上に試料表面の二次電子像が
得られる。この二次電子像中に、例えば、第2図に示す
ように、複数の汚染粒子A。Next, a secondary electron image of the sample surface is obtained on the display 12 by a signal from the secondary electron detector 6 sent to the CPU 4. In this secondary electron image, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of contamination particles A are present.
B、Cが1μm程度にとなり合って写し出される。なお
、汚染粒子A、Cはポジ型フォトレジストによる汚染有
機物であり、汚染粒子Bは人間の皮膚からの汚染有機物
であったとする。この汚染状態で、もし、ポジ型フォト
レジストの蛍光ピーク波長である600nmのフィルタ
を選択したとすると、蛍光像は、第3図に示すように、
汚染粒子A、BおよびCの中でAとCのみがポジ型フォ
トレジストであるということが視覚化してわがる。第4
図は本発明の他の実施例を示す異物検出装置のブロック
図である。この異物検出装置は、同図に示すように、蛍
光を検出する蛍光検出器7の波長選択を、前述のフィル
タで行なう変わりにミラー13および回折格子14によ
る分光により行うことである。抜な、この回折格子14
はCPU4に接続された波長制御回路15により制御さ
れており、任意の波長を選択することが可能である。B and C are projected adjacent to each other with a distance of about 1 μm. It is assumed that contamination particles A and C are organic contamination from positive photoresist, and contamination particle B is organic contamination from human skin. In this contaminated state, if a filter with a wavelength of 600 nm, which is the fluorescence peak wavelength of the positive photoresist, is selected, the fluorescence image will be as shown in Figure 3.
It can be visualized that among the contamination particles A, B, and C, only A and C are positive photoresist. Fourth
The figure is a block diagram of a foreign object detection device showing another embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this foreign object detection device, wavelength selection of a fluorescence detector 7 for detecting fluorescence is performed by spectroscopy using a mirror 13 and a diffraction grating 14 instead of using the filter described above. This diffraction grating 14 is outstanding.
is controlled by a wavelength control circuit 15 connected to the CPU 4, and any wavelength can be selected.
この異物検出装置は、電子銃1がらの電子ビームを走査
することにより、先の実施例と同様に第3図に示す汚染
有機物の分布を知ることができる。さらに、この実施例
においては、一定の汚染有機物、例えば、図2中の汚染
粒子Aに電子ビームを固定して照射しながら回折格子1
4を回転することにより、汚染有機物からの蛍光分光ス
ペクトルを得ることができ、実施例に比べより正確な固
定が可能となる。By scanning the electron beam from the electron gun 1, this foreign matter detection device can detect the distribution of contaminant organic matter shown in FIG. 3, as in the previous embodiment. Furthermore, in this embodiment, the diffraction grating is irradiated with a fixed electron beam onto a certain organic contaminant, for example, contaminant particles A in FIG.
By rotating 4, it is possible to obtain a fluorescence spectrum from the contaminant organic matter, and more accurate fixation is possible than in the example.
以上説明したように本発明は、資料上に電子ビームを照
射し、汚染有機物が存在した場合、この汚染有機物から
の蛍光を選択して検出する手段を具備しているので、資
料上の微細な汚染有機物を検出することができ、またこ
の蛍光スペクトルを既知の有機物からの蛍光スペクトル
と比較することで、比較的短時間で確実に汚染有機物の
固定が出来る異物検出装置が得られるという効果がある
。As explained above, the present invention is equipped with a means for irradiating an electron beam onto a material and selectively detecting the fluorescence from the organic contamination when there is an organic contaminant. It is possible to detect organic contaminants, and by comparing this fluorescence spectrum with the fluorescence spectra of known organic substances, it is possible to obtain a foreign substance detection device that can reliably fix contaminant organic substances in a relatively short period of time. .
第1図は本発明の一実施例を示す異物検出装置のブロッ
ク図、第2図及び第3図はモニタに写し出された資料面
の状態を示す図、第4図は本発明の他の実施例を示す異
物検出装置のブロック図である。
1・・・資料、2・・・真空チャンバ、3・・・電子銃
、4・・・CPU、5・・・走査回路、6・・・二次電
子検出器、7・・・蛍光検出器、8・・・ガラス窓、9
・・・光学レンズ、10・・・フィルタ、11・・・光
電子増倍管、12・・・デイスプレィ、13・・・ミラ
ー 14・・・回折格子、15・・・波長制御回路。FIG. 1 is a block diagram of a foreign object detection device showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the state of a document surface displayed on a monitor, and FIG. 4 is a block diagram of a foreign object detection device showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a foreign object detection device showing an example. 1... Material, 2... Vacuum chamber, 3... Electron gun, 4... CPU, 5... Scanning circuit, 6... Secondary electron detector, 7... Fluorescence detector , 8... glass window, 9
... Optical lens, 10... Filter, 11... Photomultiplier tube, 12... Display, 13... Mirror 14... Diffraction grating, 15... Wavelength control circuit.
Claims (1)
異物を検出する異物検査装置において、前記電子ビーム
により励起された汚染有機物からの蛍光を分光する手段
と、分光された蛍光を検知する検知器とを備えることを
特徴とする異物検出装置。In a foreign matter inspection device that detects foreign matter on a semiconductor substrate by injecting an electron beam onto a sample in a vacuum, there is provided a means for spectroscopy of fluorescence from contaminant organic matter excited by the electron beam, and a means for detecting the spectroscopic fluorescence. A foreign object detection device comprising: a detector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22618190A JPH04107839A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Foreign material detector |
Applications Claiming Priority (1)
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JP22618190A JPH04107839A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Foreign material detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04107839A true JPH04107839A (en) | 1992-04-09 |
Family
ID=16841158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22618190A Pending JPH04107839A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Foreign material detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04107839A (en) |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22618190A patent/JPH04107839A/en active Pending
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