JPH11304420A - 光ビーム照射位置検出方法、照射位置検出用プレート、及び異物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スポットサイズの異なる二つの光ビームのス
ポットの位置関係を検出する光ビーム照射位置検出方法
の実現。 【解決手段】 光強度分布が均一である第１のビーム
と、第１のスポット61より小さく光強度分布がガウス分
布であるスポット62に収束される第２のビームの位置関
係を検出する光ビーム照射位置検出方法であって、第１
のビームスポット61に近い大きさを有する第１の突起51
を、第１のビームに対して移動させて散乱光を検出する
工程と、この結果から第１の突起に対する第１のビーム
の相対位置を算出する工程と、第２のスポットに近い大
きさを有する第２の突起62を第２のビームに対して移動
させて散乱光を検出する工程と、検出結果から第２の突
起62に対する第２のビームの相対位置を算出する工程
と、第１と第２の突起の位置関係と検出結果から位置関
係を算出する工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二つの異なるスポ
ットサイズの光ビームを照射する場合に、二つのスポッ
トサイズの中心の位置関係を検出する光レーザ照射位置
検出方法、そこで使用する照射位置検出用プレート、及
び二つの異なるスポットサイズの光ビームを照射して物
体表面に付着した異物を光学的に検出すると共にその位
置を高速に特定する異物検出装置に関し、特に電子ビー
ムの照射位置を正確に特定するためにこの異物検出装置
を電子ビーム照射装置と組み合わせて使用する場合の光
ビーム照射位置検出方法、照射位置検出用プレート、及
びそのような異物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在及び将来のサブミクロンのＬＳＩ製
造プロセスにおいて、表面付着異物（パーティクル）の
管理が、製造管理上もっとも重要な要素である。ＬＳＩ
製造プロセスは、ウエット工程、デポジション工程、リ
ソグラフ工程、拡散工程、イオン注入工程及びメタライ
ズ工程からなり、各工程で数多くの装置が使用される。
研磨したミラーウエハから回路素子が形成されていく過
程でのウエハ表面上の汚染又は各工程の装置の汚染によ
って、回路パターンや素子の破壊、線路の切断が発生す
るが、この原因の８０〜９０％が無機汚れ、すなわちパ
ーティクルによるものである。

【０００３】大規模になり、なおかつより微細な加工が
必要になっていく半導体生産プロセスにおいて、予期し
ない表面付着異物の管理は必須のものである。製造途中
における異物の付着量と、製造ラインが安定して動作し
ているか否か及び製品の歩留りとの間には密接な関係が
ある。製造途中における異物の付着量を少なくするに
は、製造途中において異物を検出する必要がある。現
在、付着異物を管理するための装置には、レーザビーム
でウエハ上の異物の位置、サイズの情報を取得する異物
検査装置がある。しかし、異物の位置とサイズの情報の
みでは、その異物の発生原因を突き止めるには不十分で
ある。そのため、電子顕微鏡を用いて、異物の形状、組
成などの情報を得る必要がある。しかし電子顕微鏡は視
野が狭く、視野内に観察したい部分を移動させる調整、
この場合は異物を移動させる調整は、煩雑で熟練を要す
る作業である。そこで、異物検査装置から異物の位置に
関する情報を得て、その情報に基づいて異物を電子顕微
鏡の視野付近に移動させる装置がある。

【０００４】異物検査装置で、異物の位置とサイズの情
報を得るには、ＴＶカメラやスキャナでウエハ表面を撮
影するか、レーザビームなどの光ビームでウエハ表面を
走査し、その反射散乱具合を光検出器で検出する方式が
ある。本発明は、光ビームで表面を走査する方式に関す
る。光ビームで表面を走査する方式では、異物の位置や
サイズを検出する分解能は、ウエハ上のビームスポット
の大きさにより決定される。従って、分解能を高くする
には小さなビームスポットにする必要があるが、小さな
ビームスポットにした場合ウエハ全面を走査するのに要
する時間が長くなるという問題がある。そこで、スポッ
トサイズの異なる二つの光ビームを使用し、まず大きな
スポットサイズの第１の光ビームで走査して異物がある
範囲を大きなスポットサイズの分解能で検出した後、そ
の異物が検出された範囲を小さなスポットサイズ、例え
ばφ１０μｍ程度のスポットサイズの第２の光ビームで
走査して異物の位置とサイズを高分解能で検出すること
が行われている。第２の光ビームとしては、レーザビー
ムを使用するのは一般的である。第２の光ビームのウエ
ハ上のスポットは強度分布がガウス分布であり、散乱光
強度が最大の箇所を探すことにより、１μｍ程度の分解
能で異物の位置を特定できる。

【０００５】図１は、光ビームで表面を走査する方式の
異物検出装置と、電子顕微鏡を組み合わせた異物検査装
置の基本構成を示す図である。図１に示すように、ウエ
ハ７０はＸＹ方向に移動可能な２軸移動ステージ４１に
載置される。（図示していないが、Ｚ方向にも移動可能
なステージであることが望ましい。）参照番号４２と４
３はそれぞれ移動量を検出するエンコーダであり、エン
コーダの替わりにより高精度のレーザ干渉系などを使用
することも可能である。移動範囲の左側の部分に設けら
れた異物検出装置は、ウエハ７０の表面に比較的大きな
スポットサイズの光ビームを照射する第１のビーム照射
手段２１と、第１のビーム照射手段２１の照射する光ビ
ームのスポットサイズより小さなφ１０μｍ程度の光ビ
ームを照射する第２の光ビーム照射手段２２と、第１及
び第２の光ビーム照射手段２１、２２から照射された光
ビームがウエハ７０上で反射散乱された光を検出する光
検出器２３で構成される。第１及び第２の光ビームのウ
エハ７０に対する走査は、ステージ４１を移動すること
により行われる。

【０００６】移動範囲の右側の部分に設けられた電子顕
微鏡は、電子銃により発生された電子ビームを収束して
照射するコラム１１と、照射された電子ビームがウエハ
７０の表面で反射散乱された電子を検出する２次電子検
出器４３と、エネルギ分散型Ｘ線分析装置１３とで構成
される。ステージ４１は、載置したウエハ７０の全面が
異物検出装置の検出範囲及び電子顕微鏡の観察範囲内に
位置するように移動できる移動範囲を有するものとす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような異物の位
置・サイズの検出を短時間に行うには、第１の光ビーム
と第２の光ビームのスポットの照射面上、すなわちウエ
ハ面上での位置関係が特定されている必要がある。位置
関係が特定されていない場合には、第１の光ビームで検
出した異物を第２の光ビームで検出することは不可能で
あり、第２の光ビームのスポットサイズと同程度の精度
で二つのビームのスポット位置の関係が特定されれば、
第２の光ビームで異物検出を行う領域を最小限にでき
る。

【０００８】また、第２の光ビームと電子顕微鏡の電子
ビームの照射位置も特定されている必要がある。特に、
第１と第２の光ビームの照射位置が同じ位置に調整され
ていれば、例えば、第１の光ビームの走査中に異物を検
出した時には直ちに第２の光ビームによる走査に切り換
えて異物の位置・サイズが検出できる。これは、第２の
光ビームと電子ビームについても同様である。

【０００９】いずれにしろ、第１と第２の光ビームの照
射位置の関係を正確に特定する必要があり、また第２の
光ビームと電子ビームの照射位置の関係も正確に特定す
る必要がある。本発明は、スポットサイズの異なる二つ
の光ビームのスポットの位置関係を検出する光ビーム照
射位置検出方法、そこで使用する照射位置検出用プレー
ト、及びそのような検出が容易に行える異物検出装置の
実現を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の光ビーム照射位置検出方法は、大きなスポ
ットサイズの形状に近いエッジを有する第１の突起と、
小さなスポットサイズの形状より小さく第１の突起との
相対位置が既知である第２の突起とを有する照射位置検
出用プレートを使用し、第１の光ビームで第１の突起を
走査した時のエッジでの散乱光を検出して第１の光ビー
ムのスポットの第１の突起に対する位置を検出し、第２
の光ビームで第２の突起を走査した時のエッジでの散乱
光を検出して第２の光ビームのスポットの第１の突起に
対する位置を検出し、相対位置の関係を求める。

【００１１】すなわち、本発明の光ビーム照射位置検出
方法は、第１の焦点位置に収束され、収束された第１の
ビームスポットの光強度分布が均一である第１のビーム
の収束位置と、第１の焦点位置と同じ高さの第２の焦点
位置に、第１のビームスポットより十分に小さい第２の
ビームスポットに収束され、第２のビームスポットの光
強度分布がガウス分布である第２のビームの収束位置と
の位置関係を検出する光ビーム照射位置検出方法であっ
て、第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、第１のビー
ムスポットに近い大きさを有する第１の突起を、第１の
ビームに対して移動させて、第１のビームの第１の突起
のエッジでの散乱光を検出する工程と、第１のビームの
第１の突起のエッジでの散乱光の検出結果から、第１の
突起に対する第１のビームの相対位置を算出する工程
と、第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、第２のビー
ムスポットに近い大きさを有し、第１の突起に対する位
置関係が既知の第２の突起に対して第２のビームを相対
的に移動させて、第２のビームの前記第２の突起のエッ
ジでの散乱光を検出する工程と、第２のビームの第２の
突起のエッジでの散乱光の検出結果から、第２の突起に
対する第２のビームの相対位置を算出する工程と、第１
と第２の突起の位置関係と、第１の突起に対する第１の
ビームの相対位置と、第２の突起に対する第２のビーム
の相対位置とから、第１と第２のビームの位置関係を算
出する工程とを備えることを特徴とする。

【００１２】算出した第１と第２のビームの位置関係に
基づいて、第１と第２のビームの少なくとも一方を移動
させて、第１と第２のビームの中心位置が一致するよう
に移動させる工程を備えることが望ましい。また、本発
明の異物検出装置は、ステージに上記のような第１の突
起と第２の突起を設ける。すなわち、本発明の異物検出
装置は、第１の焦点位置に収束され、収束された第１の
ビームスポットの光強度分布が均一である第１のビーム
を照射する第１ビーム照射手段と、第１の焦点位置と同
じ高さの第２の焦点位置に、第１のビームスポットより
十分に小さい第２のビームスポットに収束され、第２の
ビームスポットの光強度分布がガウス分布である第２の
ビームを照射する第２ビーム照射手段と、照射した第１
及び第２のビームが試料上に異物により乱反射されたこ
とを検出可能な光検出器と、第１及び第２の焦点位置の
高さに試料を載置して移動させるステージとを備え、試
料に第１のビームを照射して第１のビームスポット内に
異物があるかを検出し、異物がある時に第２のビームが
第１のビームスポット内に相当する範囲を位相するよう
にステージを移動させ、異物が検出された時のスレージ
の位置から異物の位置を検出する異物検出装置におい
て、ステージは、第１及び第２の焦点位置と略同じ高さ
で、エッジが第１及び第２のビームの焦点深度内にあ
り、第１のビームスポットに近い大きさを有する第１の
突起と、第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッ
ジが第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、第２の
ビームスポットに近い大きさを有し、第１の突起に対す
る位置関係が既知の第２の突起とを備えることを特徴と
する。

【００１３】第１ビーム照射手段と第２ビーム照射手段
の少なくとも一方を移動させる移動手段を設ければ、第
１のビームスポットと前記第２のビームスポットの中心
位置が一致するように調整可能である。このような異物
検出装置を電子顕微鏡に組み合わせれば、電子顕微鏡の
視野に異物を移動させるのが容易になる。

【００１４】第１ビーム照射手段と第２ビーム照射手段
をそれぞれ移動させる移動手段を設ければ、第１のビー
ムスポットと第２のビームスポットの中心位置が、顕微
鏡の視野中心に一致するように調整可能である。この場
合、第１ビーム照射手段と第２ビーム照射手段をそれぞ
れ独立に移動できるようにしてもよいが、移動手段を、
第１ビーム照射手段と第２ビーム照射手段の両方を同時
に移動させる第１の移動手段と、第１ビーム照射手段と
第２ビーム照射手段の一方を第１の移動手段に対して移
動させる第２の移動手段で構成するようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例では、既に図
１で説明した異物検査装置を使用するものとする。図２
は、本発明の第１実施例で使用する照射位置調整用プレ
ート５１と、試料上の第１と第２の光ビームのスポット
サイズと、そのようなスポットで照射するための光学系
の基本構成を示す図である。

【００１６】図２の（１）に示すように、本発明の第１
実施例で使用する照射位置調整用プレート５１は、ステ
ージ４１に載置されるか又は固定されるもので、所定の
形状を有し、中央の所定の位置に第２の突起５２を有す
る。第２の突起５２のプレート５１のエッジに対する位
置は顕微鏡などを利用してあらかじめ測定されている。
プレート５１は所定の厚さを有し、ステージ４１の上面
に対して外周部分にエッジを有し、第１の突起として働
く。また第２の突起５２もプレート５１の表面に対して
所定の高さを有する。プレート５１の厚さ及び第２の突
起５２の高さは、第１及び第２の光ビームの焦点深度以
下である。なお、ここでは、プレート５１の長辺に沿っ
た方向をＹ方向、短辺に沿った方向をＸ方向とする。

【００１７】第１の光ビームの試料上のスポットサイズ
６１は、図２の（２）に破線で示すように、長方形で、
スポット内の光強度分布はほぼ一定であり、第２の光ビ
ームの試料上のスポットサイズ６２は、図２の（２）に
実線で示すように、円形で、スポット内の光強度分布は
ガウス分布であり、第１の光ビームのスポットサイズ６
１よりかなり小さく、φ１０μｍ程度である。前述の照
射位置調整用プレート５１及び第２の突起５２の大きさ
のビームスポットに対する関係は、第１実施例では、図
２の（１）と（２）に示すような関係にあり、第１の光
ビームのスポットサイズ６１は照射位置調整用プレート
５１の形状より少し小さく、第２の光ビームのスポット
サイズ６２は第２の突起５２より少し大きい。

【００１８】小さなスポットサイズの第２の光ビームを
試料面上に照射するには、図２の（３）に示すように、
レーザビームなど平行度の良好な光ビーム６３を開口数
（ＮＡ）の大きなレンズ系６４に入射させる。これによ
り、光ビーム６３はレンズ系６４の焦点位置に収束され
るが、そのスポットサイズの直径をｄとすると、ｄは２
λ／πＮＡで表される（λは光ビームの波長）。これ
は、光ビーム６３の直径をＤ、レンズ系６４の焦点距離
をＬとすると、近似的に４λＬ／πＤで表される。従っ
て、φ１０μｍ程度のスポットサイズを得るためには、
λを６３０ｎｍとすると、１．６ｍｍの光ビームを２０
ｍｍの焦点距離のレンズで収束する。焦点深度は１００
μｍ程度である。

【００１９】また、大きなスポットサイズの第１の光ビ
ームを試料面上に照射するには、図２の（４）に示すよ
うに、レーザビームなど平行度の良好な光ビーム６５の
途中にガウス分布と逆の透過率分布を有するフィルタを
設け、光ビームの光強度分布をフラットにする。その上
で、２個のレンズ６７、６８を組み合わせたビームエキ
スバンダで適当な直径の光ビームに変えて照射するか、
図２の（３）に示すような配置で、焦点距離の長いレン
ズを使用して照射を行う。

【００２０】上記のようなプレート５１を使用して第１
及び第２の光ビームのスポットの位置関係を検出する手
順について、図３を参照して説明する。まず、第１の光
ビームのスポット６１がプレート５１の長辺を横切るよ
うにステージ４１をＸ方向に移動させる動作を、Ｙ方向
の位置を変えながら繰り返す。図３の（１）に示すよう
な第１の光ビームのスポット６１がプレート５１を横切
る位置で移動すると、移動に伴って光検出器２３の出力
は、下に示すように、２つの山を生じるように変化す
る。従って、この２つの山は光ビームがプレート５１の
エッジを横切る時に生じるエッジで散乱された光を検出
した信号であるから、２つの山の中心位置を検出すれば
第１の光ビーム６１のＸ方向の中心とプレート５１の長
辺のエッジとの位置関係が求まるので、その位置に相当
するステージ４１の座標を算出する。

【００２１】次に、上記のようにして求めた位置関係に
基づいて、第１の光ビーム６１の中心がプレート５１の
２つの長辺の中間に位置するように移動した上で、第１
の光ビームのスポット６１がプレート５１の短辺を横切
る方向ようにステージ４１をＹ方向に移動させる。この
時にも光検出器２３の出力は上記に類似した信号になる
ので、同様の手法で第１の光ビーム６１の中心とプレー
ト５１の短辺のエッジとの位置関係を求める。

【００２２】次に、第２の光ビームのスポット６２がプ
レート５１の長辺を横切るようにステージ４１をＸ方向
に移動させる動作を、Ｙ方向の位置を変えながら繰り返
す。この場合、スポット６２がプレート５１の長辺のエ
ッジを横切る時に光検出器２３の出力に２つのピークを
生じるので、このようなピークが生じる範囲までステー
ジ４１を移動する。そしてピークを生じる範囲の中間部
付近で、第２の光ビームのスポット６２がプレート５１
の長辺を横切るようにステージ４１を移動させる動作
を、Ｙ方向の位置を微少量（５μｍ程度）ずつ位置を変
えながら繰り返す。第２の光ビームのスポット６２の位
置が第２の突起５２からＹ方向にずれている時には上記
の２つのパルスが生じるだけであるが、スポット６２が
第２の突起５２上を通過する時には、２つのパルスの間
に図３の（２）に示すような第２の突起５２による信号
が検出される。第２の光ビームのスポット６２の光強度
分布はガウス分布であり、中心ほど光強度が大きいた
め、スポット６２の中心が第２の突起５２の中心を通過
する時には、図３の（２）に実線で示すように出力が大
きくなり、スポット６２の中心が第２の突起５２の中心
からずれで移動する時には破線で示すように出力が小さ
くなる。従って、微少量ずつずらしながら信号が最大に
なる位置を探せば、その位置が第２の光ビームのスポッ
ト６２の中心が第２の突起５２の中心を通過する時であ
るので、第２の光ビームのスポット６２の中心と第２の
突起５２の中心が一致する時のＹ方向の座標が求まる。
Ｘ方向についてはＹ方向と同様の方法で求めてもよい
が、第２の光ビームのスポット６２の中心と第２の突起
５２のＹ方向の中心が一致した状態でＸ方向に移動させ
た時の出力が最大になる座標を求めてもよい。

【００２３】前述のように、プレート５１のエッジと第
２の突起５２の位置関係は既知であるので、以上のよう
にして、第１と第２の光ビームの位置関係が求まる。な
お、上記のような光検出器２３の出力から、第１と第２
の光ビームのウエハ上のスポットの形状を求めることも
可能である。上記のようにして第１と第２の光ビームの
位置関係を求めた後異物を検出する時には、第１の光ビ
ームで走査して光検出器２３が異物の存在を検出した時
には、その時点の第１の光ビームの位置を記憶する。こ
のような動作を第１の光ビームでウエハの全面を走査す
るまで行う。その上で、求めた第１と第２の光ビームの
位置関係を利用して記憶した第１の光ビームの位置にお
ける第１の光ビームのスポット６１の範囲を第２の光ビ
ームで走査して異物の位置と大きさを特定する。このよ
うにして求めた異物の位置に基づいてステージ４１を移
動して、異物が電子顕微鏡の視野内、すなわち電子ビー
ムの照射範囲に位置するようにする。

【００２４】第１実施例では、第１の光ビームのスポッ
ト６１の形状はプレート５１より小さかったが、大きく
することもできる。その場合には、走査した時の信号に
２つの山を発生せず、１つの山だけが生じるので、両側
の立ち上がりエッジの中間を求める。また、第１の光ビ
ームのスポット６１の形状をプレート５１と同じ大きさ
にすることもできる。この例を第２実施例に示す。

【００２５】図４は、本発明の第２実施例で使用する照
射位置調整用プレート５１と、試料上の第１の光ビーム
のスポットサイズ６１の関係を示す図で、走査した場合
の光検出器２３の出力例も示す。他は第１実施例と同じ
である。第２実施例では、第１の光ビームのスポット６
１はスポット内の光強度分布が均一で、プレート５１と
同じ形状なので、プレート５１をスポット６１に対して
Ｘ方向に移動する時、スポット６１とプレート５１のＹ
方向の中心が一致した時に出力は実線で示すように最大
になり、中心がずれるに従って出力は破線で示すように
低下する。従って、出力が最大になる時を求めれば第１
の光ビームのスポット６１の中心とプレート５１の中心
が一致したことになるので、その時のステージ４１の座
標を求める。第２の光ビームについては第１実施例と同
じである。

【００２６】図５は、本発明の第３実施例の異物検出装
置の部分の構成を示した図である。図５に示すように、
第３実施例では、第１の光ビーム照射手段２１をＸＹ方
向に移動させるＸＹステージ３１と、ＸＹステージ３１
の上に設けられ第１の光ビーム照射手段２１を光軸方向
に移動させるＺ軸ステージ３２と、第２の光ビーム照射
手段２２をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ３３と、
ＸＹステージ３３の上に設けられ第１の光ビーム照射手
段２２を光軸方向に移動させるＺ軸ステージ３４とが設
けられており、更にステージ４１の上面５０に図２の
（１）に示した照射位置検出用プレート５３が設けられ
ている。照射位置検出用プレート５３のステージ上での
位置はあらかじめ測定されている。

【００２７】照射位置検出用プレート５３を使用しての
第１と第２の光ビームの位置関係の検出は同様に行われ
る。第３実施例では、検出した位置関係に基づいて、第
１と第２の光ビームのスポット６１、６２を所定の位置
に調整する。具体的には、第１実施例と同じように照射
位置検出用プレート５３を利用してスポット６１、６２
の中心のステージ上での位置関係を求める。その位置関
係に基づいて、スポット６１、６２の中心がステージ上
の所定の位置になるように、ＸＹステージ３１、３３及
びＺ軸ステージ３２、３４を移動させる。これにより、
第１と第２の光ビームのスポット６１、６２は所定位置
に調整されたことになる。

【００２８】なお、単に第１と第２の光ビームのスポッ
ト６１、６２の位置関係を相対的に合わせるだけであれ
ば、第１と第２の光ビームの一方のみの照射位置を調整
できればよく、ＸＹステージ３１とＺ軸ステージ３２の
組と、ＸＹステージ３３とＺ軸ステージ３４の組の一方
のみを設ければよい。図６は、第４実施例の異物検出装
置の部分の構成を示した図であり、第３実施例と異なる
のは、ステージ４１の上面に照射位置検出用プレート５
３を設ける替わりに、ダミーウエハ７１上に図２の
（１）に示した照射位置検出用プレート５４を設ける。
第１と第２の光ビームのスポット６１、６２の位置を検
出する時には、ダミーウエハ７１を載置して行い、スポ
ット６１、６２の中心がステージ上の所定の位置になる
ように調整する。調整が終了した後は、ダミーウエハ７
１を取り外して検査対象のウエハを載置する。

【００２９】第３及び第４実施例では、第１及び第２の
光ビーム照射手段２１、２２の照射位置をそれぞれ独立
に調整する機構を設けた。従って、第３及び第４実施例
の構成を使用すれば、電子顕微鏡の視野と第１及び第２
の光ビーム照射手段２１、２２の照射位置を所定の関係
になるように調整することが可能である。異物検出装置
を電子顕微鏡とは別に一体に構成し、内部で調整した上
で電子顕微鏡とステージ４１を有する装置に取り付ける
ことが行われる。第５実施例は、このような場合の例で
ある。図７は、第５実施例の異物検出装置の部分の構成
を示した図である。図示のように、第１及び第２の光ビ
ーム照射手段２１、２２及び光検出器２３は異物検出ユ
ニット８０に設けられている。異物検出ユニット８０
は、内部に第３及び第４実施例で説明した第１及び第２
光ビームの照射位置をそれぞれ独立に調整する機構を有
し、調整用のステージ４５の上面に設けた照射位置検出
用プレート５５を利用して、これまで説明した手順で第
１及び第２の光ビーム照射手段２１、２２の照射位置を
調整する。その後、異物検出ユニット８０を電子顕微鏡
とステージ４１を有する装置に取り付け、ステージ４１
に設けた照射位置検出用プレートを利用して、第１及び
第２光ビームの照射位置が所定の位置になるように異物
検出ユニット８０全体の位置を調整する。

【００３０】以上、第１実施例から第５実施例では、光
学的な異物検出装置と電子顕微鏡は、図１に示すよう
に、別の位置に設けられ、異物検出装置の光ビームの照
射位置と電子顕微鏡の視野は別の位置にあったが、図８
に示すように、異物検出装置の光ビームの照射位置と電
子顕微鏡の視野が一致するように各構成要素を配置して
照射位置を調整することも可能である。この場合、第２
の光ビーム照射手段２２の光軸も試料面に対して斜めに
する必要がある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
突起からの散乱光を検出するといった簡単な手法で、ス
ポットサイズの異なる二つの光ビームの照射位置の関係
を検出でき、異物の位置及びサイズの高分解能での検出
が高速に行えるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学的な異物検出と電子顕微鏡を組み合わせた
異物検査装置の基本構成を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例で使用する照射位置調整用
プレートと、試料上の第１と第２の光ビームのスポット
サイズと、そのようなスポットで照射するための光学系
の基本構成を示す図である。

【図３】第１実施例における光ビーム照射位置の検出を
説明する図である。

【図４】本発明の第２実施例における光ビーム照射位置
の検出を説明する図である。

【図５】本発明の第３実施例における光学的な異物検出
装置の部分の構成を示す図である。

【図６】本発明の第４実施例における光学的な異物検出
装置の部分の構成を示す図である。

【図７】本発明の第５実施例における光学的な異物検出
装置の部分の構成を示す図である。

【図８】異物検出装置の光ビームの照射位置と電子顕微
鏡の視野が一致するように配置した場合の構成例を示す
図である。

【符号の説明】

１１…コラム（電子ビーム照射部） １２…２次電子検出器 １３…エネルギ分散型Ｘ線検出器 ２１…第１の光ビーム照射手段 ２２…第２の光ビーム照射手段 ２３…光検出器 ４１…ステージ ５１…照射位置検出用プレート（第１の突起） ５２…第２の突起

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の焦点位置に収束され、収束された
   第１のビームスポットの光強度分布が均一である第１の
   ビームの収束位置と、前記第１の焦点位置と同じ高さの
   第２の焦点位置に前記第１のビームスポットより十分に
   小さい第２のビームスポットに収束され、該第２のビー
   ムスポットの光強度分布がガウス分布である第２のビー
   ムの収束位置との位置関係を検出する光ビーム照射位置
   検出方法であって、 前記第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
   前記第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、前記第
   １のビームスポットに近い大きさを有する第１の突起
   を、前記第１のビームに対して移動させて、前記第１の
   ビームの前記第１の突起のエッジでの散乱光を検出する
   工程と、 前記第１のビームの前記第１の突起のエッジでの散乱光
   の検出結果から、前記第１の突起に対する前記第１のビ
   ームの相対位置を算出する工程と、 前記第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
   前記第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、前記第
   ２のビームスポットに近い大きさを有し、前記第１の突
   起に対する位置関係が既知の第２の突起に対して前記第
   ２のビームを相対的に移動させて、前記第２のビームの
   前記第２の突起のエッジでの散乱光を検出する工程と、 前記第２のビームの前記第２の突起のエッジでの散乱光
   の検出結果から、前記第２の突起に対する前記第２のビ
   ームの相対位置を算出する工程と、 前記第１と第２の突起の位置関係と、前記第１の突起に
   対する前記第１のビームの相対位置と、前記第２の突起
   に対する前記第２のビームの相対位置とから、前記第１
   と第２のビームの位置関係を算出する工程とを備えるこ
   とを特徴とする光ビーム照射位置検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ビーム照射位置検出
   方法であって、 算出した前記第１と第２のビームの位置関係に基づい
   て、前記第１と第２のビームの少なくとも一方を移動さ
   せて、前記第１と第２のビームの中心位置が一致するよ
   うに移動させる工程を備えるビーム照射位置検出方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光ビーム照射位置検出
   方法で使用する照射位置検出用プレートであって、前記
   第１の突起と、第２の突起とを備え、前記第１と第２の
   突起の位置関係が既知である照射位置検出用プレート。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の照射位置検出用プレー
   トであって、 当該プレートがウエハと同じ形状を有し、表面に前記第
   １及び第２の突起を有するダミーウエハである照射位置
   検出用プレート。
5. 【請求項５】 第１の焦点位置に収束され、収束された
   第１のビームスポットの光強度分布が均一である第１の
   ビームを照射する第１ビーム照射手段と、 前記第１の焦点位置と同じ高さの第２の焦点位置に、前
   記第１のビームスポットより十分に小さい第２のビーム
   スポットに収束され、該第２のビームスポットの光強度
   分布がガウス分布である第２のビームを照射する第２ビ
   ーム照射手段と、 照射した前記第１及び第２のビームが試料上に異物によ
   り乱反射されたことを検出可能な光検出器と、 前記第１及び第２の焦点位置の高さに前記試料を載置し
   て移動させるステージとを備え、 前記試料に前記第１のビームを照射して前記第１のビー
   ムスポット内に異物があるかを検出し、異物がある時に
   前記第２のビームが前記第１のビームスポット内に相当
   する範囲を位相するように前記ステージを移動させ、前
   記異物が検出された時の前記スレージの位置から前記異
   物の位置を検出する異物検出装置において、 前記ステージは、 前記第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
   前記第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、前記第
   １のビームスポットに近い大きさを有する第１の突起
   と、 前記第１及び第２の焦点位置と略同じ高さで、エッジが
   前記第１及び第２のビームの焦点深度内にあり、前記第
   ２のビームスポットに近い大きさを有し、前記第１の突
   起に対する位置関係が既知の第２の突起とを備えること
   を特徴とする異物検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の異物検出装置であっ
   て、 前記第１ビーム照射手段と前記第２ビーム照射手段の少
   なくとも一方を移動させる移動手段を備え、 前記第１のビームスポットと前記第２のビームスポット
   の中心位置を一致させるように調整可能である異物検出
   装置。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の異物検出装置であっ
   て、 前記ステージに載置された前記試料の表面を観察する電
   子顕微鏡を備える異物検出装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の異物検出装置であっ
   て、 前記第１ビーム照射手段と前記第２ビーム照射手段を移
   動させる移動手段を備え、 前記第１のビームスポットと前記第２のビームスポット
   の中心位置が、前記顕微鏡の視野中心に一致する異物検
   出装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の異物検出装置であっ
   て、 前記移動手段は、前記第１ビーム照射手段と前記第２ビ
   ーム照射手段の両方を同時に移動させる第１の移動手段
   と、前記第１ビーム照射手段と前記第２ビーム照射手段
   の一方を前記第１の移動手段に対して移動させる第２の
   移動手段を備える異物検出装置。