【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は異物解析装置に係り、特に磁気ディスク、光デ
ィスク、半導体実ウェハ、ミラーウェハなどの上に付着
した少数の微細異物を検出、分析するのに好適な異物解
析装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a foreign matter analysis device, and in particular detects and analyzes a small number of minute foreign matter attached to magnetic disks, optical disks, semiconductor wafers, mirror wafers, etc. The present invention relates to a foreign matter analysis device suitable for.
従来、ミラウェハ上の微細異物をレーザスポットで走査
して検出し、その座標にもとづいて試料台を移動させ、
電子顕微鏡の視野内にその異物をとらえ、ここでａｍ、
分析を行なう装置が本願出願人と同一出願人により提案
されている（例えば、特開昭６０−２１８８４５号公報
等参照）。この装置は、電子顕微鏡を用いるために試料
は真空チャンバ内に設置され、レーザスポットによる走
査は、真空チャンバ壁に設けられたビューポートを通し
て行なわれる。Conventionally, microscopic foreign particles on a Mira wafer were detected by scanning with a laser spot, and the sample stage was moved based on the coordinates.
The foreign object is captured within the field of view of an electron microscope, where am,
An apparatus for performing analysis has been proposed by the same applicant as the present applicant (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-218845). In this device, in order to use an electron microscope, a sample is placed in a vacuum chamber, and scanning with a laser spot is performed through a view port provided on the wall of the vacuum chamber.
ところで、上記従来装置には次のような問題が残されて
いた。By the way, the above-mentioned conventional device still has the following problems.
即ち、上記装置はレーザスポットによる走査方式を用い
ており、ミラーウェハと呼ばれる鏡面仕上を行なったウ
ェハ表面についた異物のみしか検出できないこと、また
電子顕微鏡による観察では異物の色を児分けることがで
きないこと、また電子線によって異物から発生する特定
Ｘ線を分析することにより元素分析は可能であるが、有
機物など炭素と酸素、水素、と他の微量元素から成り立
つ異物については、有機物であることはわかっても、こ
れ以上の同定（木か人間の皮膚かなど）は困難であるこ
となどの問題が残されていた。In other words, the above device uses a scanning method using a laser spot, and can only detect foreign matter on the surface of a mirror-finished wafer, and it is not possible to distinguish the color of foreign matter by observation with an electron microscope. Although elemental analysis is possible by analyzing specific X-rays emitted from foreign substances using electron beams, it is impossible to identify foreign substances such as organic substances that are composed of carbon, oxygen, hydrogen, and other trace elements. Even if it was discovered, problems remained, such as the difficulty of further identification (such as whether it was wood or human skin).
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、ミラーウェハのみならず、他の情報記憶媒体例
えば磁気ディスク、光ディスクなど多くの試料に対応で
き、かつ特定の有機物、セラミックスなど蛍光を発生す
る異物を試料の中から選択的に検出することが可能であ
り、かつこれらの手段で検出された異物をただちに電子
顕微鏡の視野内に移動して、より詳細な拡大観察を行う
ことのできる異物解析装置を提供することにある。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to be compatible with many samples such as not only mirror wafers but also other information storage media such as magnetic disks and optical disks, and to be able to handle many samples such as specific organic substances, ceramics, etc. It is possible to selectively detect foreign substances that emit fluorescence in a sample, and the foreign substances detected by these means are immediately moved into the field of view of an electron microscope for more detailed magnified observation. The purpose of this invention is to provide a foreign matter analysis device that can perform the following.
ｃ問題点を解決するための手段〕上記目的を達成するために本発明は、異物解析装置を、
異物解析用の試料を格納する真空チャンバと、この真空
チャンバ内の試料を観察する光学式の拡大手段及び電子
線による観察を行うための拡大手段を備えた構成とした
ものである。また。Means for Solving Problem c] In order to achieve the above object, the present invention provides a foreign matter analysis device that includes:
The structure includes a vacuum chamber that stores a sample for foreign substance analysis, an optical magnifying means for observing the sample in the vacuum chamber, and a magnifying means for performing electron beam observation. Also.
本発明は、前記光学式の拡大手段及び電子線による拡大
手段が光学式顕微鏡及び電子顕微鏡からなること、前記
試料を真空チャンバ内の可動な試料台上に設置し、光学
式拡大手段の光軸と電子線による拡大手段の電子線の軸
の間を移動自在としたこと、前記拡大手段の一方の拡大
手段の視野にとらえられた異物の座標を検出し、この座
標を用いて他方の拡大手段の視野内にこの異物を移動す
るように前記試料台を移動自在としたこと、前記電子線
による拡大手段の電子線の軸と光学式拡大手段の光軸を
一部一致させたこと、前記試料上の異物をレーザ光散乱
によって検出する検出系であるレーザ光照射系及び散乱
光検出系を有すること、前記試料を励起させる光源と、
励起によって試料から発生した光を検出する検出器を有
すること、前記励起光源の中から特定の帯域を有した励
起光を選択するための複数個のフィルタを有すること、
前記励起光を試料上に集光させるための光学系を有する
こと、前記光学式拡大手段の中に、励起光の照射によっ
て試料から発生する蛍光を選択的に透過し、前記励起光
を遮断するフィルタを有すること、前記光学式拡大手段
によって、特定の励起光選択フィルタと特定の蛍光選択
フィルタを通過して検出される異物を試料上から選択的
に検出すること、前記異物の蛍光の種類を撮像素子によ
って検出することにより、特定の波長を有する異物を分
離検出すること、前記蛍光をカラー撮像素子によって検
出し、検出された蛍光を三原色に分解された色ベクトル
として数値化すること、前記数値化された色ベクトルを
球体上の位置としてＣＲＴないしハードコピー上に画像
として表示すること、前記球体上の位置を予め調べた各
物質に対応させておき、この位置によって検出された蛍
光を発生する異物の物質を同定すること、前記ベクトル
の長さにより、検出された蛍光を発生している異物の大
きさを測定すること、前記光学式拡大手段の対物レンズ
を真空チャンバの外部に設置し、この対物レンズを真空
チャンバ内の試料との距離を一定に保つように自動的に
動かす手段を備えたこと、前記光学式拡大手段の対物レ
ンズを真空チャンバ壁内に一体化したこと、その対物レ
ンズを可撓性構造物を介して真空チャンバ壁に嵌挿し。The present invention provides that the optical enlarging means and the electron beam enlarging means are comprised of an optical microscope and an electron microscope, that the sample is placed on a movable sample stage in a vacuum chamber, and that the optical axis of the optical enlarging means is and the axis of the electron beam of the electron beam enlarging means, and the coordinates of the foreign object caught in the field of view of one of the enlarging means are detected, and the coordinates of the foreign object are detected using the coordinates of the other enlarging means. The sample stage is made movable so as to move the foreign matter within the field of view of the sample, the axis of the electron beam of the electron beam enlarging means is partially aligned with the optical axis of the optical enlarging means, and comprising a laser light irradiation system and a scattered light detection system that are detection systems for detecting the foreign matter on the sample by laser light scattering; a light source that excites the sample;
having a detector for detecting light generated from the sample by excitation; having a plurality of filters for selecting excitation light having a specific band from the excitation light source;
an optical system for condensing the excitation light onto the sample; the optical magnifying means selectively transmits fluorescence generated from the sample upon irradiation with the excitation light, and blocks the excitation light; a filter, the optical magnifying means selectively detects a foreign substance detected by passing through a specific excitation light selection filter and a specific fluorescence selection filter from the sample, and the type of fluorescence of the foreign substance is separating and detecting a foreign substance having a specific wavelength by detecting it with an imaging device; detecting the fluorescence with a color imaging device and digitizing the detected fluorescence as a color vector separated into three primary colors; Displaying the converted color vector as an image on a CRT or hard copy as a position on the sphere, and making the position on the sphere correspond to each substance examined in advance, and generating fluorescence detected at this position. identifying a foreign substance; measuring the size of the foreign substance generating the detected fluorescence based on the length of the vector; installing an objective lens of the optical magnifying means outside the vacuum chamber; The objective lens is provided with a means for automatically moving the objective lens so as to maintain a constant distance from the sample in the vacuum chamber, and the objective lens of the optical magnification means is integrated within the wall of the vacuum chamber. into the vacuum chamber wall through a flexible structure.
この対物レンズを真空チャンバ内の試料との距離を一定
に保つように自動的に動かす手段を備えたこと、を夫々
望ましい構成とするものである。It is desirable that the objective lens be provided with means for automatically moving the objective lens so as to maintain a constant distance from the sample in the vacuum chamber.
このような構成とすれば、試料上の異物を光学式拡大手
段で検出し、ただちに電子線による拡大手段により、よ
り詳細な高倍率観察を行うことが可能となる。また１分
析手段を併設することにより元素分析が可能となる。ま
た、蛍光を用いることにより、試料上の有機異物、セラ
ミックなど蛍光を発生する異物を選択的に検出できると
共に、蛍光を色ベクトルとして数値化し、球体上の位置
として明確に表示することができ、さらに予め測定した
物質の色ベクトルと比較して簡単に物質同定が可能とな
る。また、対物レンズを動かすオートフォーカス方式を
採用することにより、真空チャンバ内にある大型試料台
を動かすことなく、常にシャープな拡大像が得られ安定
した検出性能を保持することが可能となる。With such a configuration, it becomes possible to detect foreign matter on the sample using the optical magnifying means and immediately perform more detailed high-magnification observation using the electron beam magnifying means. Furthermore, elemental analysis becomes possible by providing an analytical means. In addition, by using fluorescence, it is possible to selectively detect foreign substances that generate fluorescence, such as organic foreign substances and ceramics, on the sample, and the fluorescence can be digitized as a color vector and clearly displayed as a position on a sphere. Furthermore, it becomes possible to easily identify the substance by comparing it with the color vector of the substance measured in advance. Furthermore, by adopting an autofocus method that moves the objective lens, it is possible to always obtain sharp magnified images and maintain stable detection performance without having to move the large sample stage inside the vacuum chamber.
なお、本発明の上記構成とその作用の顕著性は。In addition, the above-mentioned structure of the present invention and the conspicuousness of its effect are as follows.
以下の説明から一層明確に理解されよう。It will be more clearly understood from the following explanation.
まず試料上の異物の検出手段として光学式顕微鏡が用い
られ、試料を拡大観察することによって。First, an optical microscope is used as a means of detecting foreign substances on a sample, and by observing the sample under magnification.
その上に付着した異物を発見する。試料は真空チャンバ
内の試料台上に設置さ九、光学式顕微鏡＆鏡は真空チャ
ンバ内の試料を拡大観察する。Find a foreign object attached to it. The sample is placed on a sample stage inside a vacuum chamber, and an optical microscope and mirror are used to magnify and observe the sample inside the vacuum chamber.
さらに真空チャンバには電子線による拡大手段として電
子顕微鏡が併設され、光学式顕微鏡で検出した異物を、
試料台を移動して電子顕微鏡の下に運び、さらに細部の
拡大観察を行う、さらに分解手段としてＸ線分析装置な
どにより元素分析を行うこともできる。Furthermore, an electron microscope is attached to the vacuum chamber as a magnification means using an electron beam, and foreign matter detected with an optical microscope is
The sample stage can be moved and carried under an electron microscope for further magnified observation of details, and elemental analysis can also be performed using an X-ray analyzer or the like as a means of decomposition.
このように本発明の異物解析装置は、一つの真空チャン
バに光学式顕微鏡と電子顕微鏡が併設され、真空チャン
バ内に試料を置いたままで、二つの視野内に試料上の異
物をとらえることができる。In this way, the foreign matter analysis device of the present invention has an optical microscope and an electron microscope installed in one vacuum chamber, and can capture foreign matter on the sample within two fields of view while the sample remains in the vacuum chamber. .
この場合、光学式顕微鏡でとらえられた異物の位置は、
試料台上の座標として記憶され、この座標を利用して、
電子顕微鏡の視野内に異物をただちに移動できるように
する。In this case, the position of the foreign object captured by the optical microscope is
It is stored as the coordinates on the sample stage, and using these coordinates,
Allows foreign objects to be immediately moved into the field of view of the electron microscope.
試料上の異物は二つの手法によって光学的に検出する。Foreign matter on the sample is optically detected using two methods.
第１は、レーザ光を試料面に照射し、異物によって散乱
された光を光学式顕微鏡で拡大し、これを撮像素子で検
出する。異物の位置は、試料台の位置と撮像素子のアレ
イの番号から算出される。The first method is to irradiate a sample surface with a laser beam, magnify the light scattered by a foreign object with an optical microscope, and detect it with an image sensor. The position of the foreign object is calculated from the position of the sample stage and the number of the array of image sensors.
すなわち光学式顕微鏡視野内においてはアレイ位置は固
定されているので、光学式顕微鏡視野内の一定点を試料
台の位置を示す代表点としておけば、この点と各アレイ
までの距離は決定し、試料台の座標と異物を検出したア
レイまでの距離を加えれば異物の位置は一意的に決定す
る。In other words, since the array position is fixed within the field of view of an optical microscope, if a certain point within the field of view of an optical microscope is set as a representative point indicating the position of the sample stage, the distance from this point to each array can be determined. By adding the coordinates of the sample stage and the distance to the array that detected the foreign object, the position of the foreign object is uniquely determined.
第２は試料上の異物から発生する蛍光を検出する。蛍光
は有機物、セラミックスなどによく見られる現象であり
、励起光を試料に照射すると、特定の波長の光を吸収し
、これより長波長の蛍光を発生する。磁気ディスクを始
めとする情報媒体、半導体ウェハなどを作るプロセスに
は多くの有機物が使用されており、また人間が原因とな
っている塵埃には有機物が多い、そこで蛍光観察によっ
て、特定の有機物だけを選択的に検出することは非常に
有効である。これら有機物から発生する蛍光はそれぞれ
特有の色を有しているため、人間の目で見れば、その差
を検知することができる。しかし装置のスループットを
上げるためには、これらの判断を自動化する必要がある
。そこで検出された色を三原色に分解し、それぞれ色ベ
クトルとして数値化することにより、各蛍光の色と強度
を判断することができ、これを予め測定しておいた各有
機物などのデータと比較することにより、自動的な同定
が可能となる。ここで色ベクトルの方向はその物質の種
類を、ベクトルの長さは異物の大きさに対応させること
ができる。The second method detects fluorescence generated from foreign substances on the sample. Fluorescence is a phenomenon often seen in organic materials, ceramics, etc. When a sample is irradiated with excitation light, it absorbs light at a specific wavelength and generates fluorescence at a longer wavelength. Many organic substances are used in the process of manufacturing information media such as magnetic disks and semiconductor wafers, and there are many organic substances in the dust caused by humans. Therefore, fluorescence observation has been used to identify specific organic substances. It is very effective to selectively detect. Since the fluorescence generated from these organic substances each has a unique color, the difference can be detected by the human eye. However, in order to increase the throughput of the device, it is necessary to automate these decisions. By separating the detected colors into the three primary colors and digitizing each as a color vector, it is possible to determine the color and intensity of each fluorescence, and compare this with the data measured in advance for each organic substance. This enables automatic identification. Here, the direction of the color vector can be made to correspond to the type of the substance, and the length of the vector can be made to correspond to the size of the foreign substance.
光学式顕微鏡を用いる場合、焦点合せは大きな問題であ
る。特に本発明の装置では、試料台が広範囲に移動し、
多様な試料に対応するため、オートフォーカス機能は不
可欠である。Focusing is a major problem when using optical microscopes. In particular, in the device of the present invention, the sample stage moves over a wide range,
Autofocus function is essential to handle a variety of samples.
一般に光学式顕微鏡のオートフォーカスは試料台を動か
して行なわれるが１本発明の装置では、試料台が真空チ
ャンバ内にあるため、ある程度高速な追従性を有した上
下方向の移動機構を取り付けにくい。そこで光学式顕微
鏡の対物レンズを移動させることによって、オートフォ
ーカスをかけることが好ましい、また装置をよりコンパ
クトにするために真空チャンバ壁に可撓性構造物を介し
て対物レンズを取りつけこれを動かすことによりオート
フォーカスをかけることも可能である。Generally, autofocusing of an optical microscope is performed by moving the sample stage, but in the apparatus of the present invention, the sample stage is located in a vacuum chamber, so it is difficult to install a vertical movement mechanism with a certain high-speed tracking ability. Therefore, it is preferable to perform autofocus by moving the objective lens of the optical microscope.Also, in order to make the apparatus more compact, it is possible to attach the objective lens to the vacuum chamber wall via a flexible structure and move it. It is also possible to apply autofocus.
上述したように、本発明によれば、光学式顕微鏡は真空
チャンバ内に設置された試料上の異物を検出する。また
、レーザ照射によって試料上の異物によって散乱された
光を拡大検出する。同じ真空チャンバに設置された電子
顕微鏡により検出された異物を拡大観察、またＸ線分析
装置により元素分析することができる。以上により試料
上の異物を検出、解析することができる。As described above, according to the present invention, an optical microscope detects foreign objects on a sample placed in a vacuum chamber. In addition, the laser irradiation magnifies and detects the light scattered by foreign objects on the sample. Foreign matter detected by an electron microscope installed in the same vacuum chamber can be observed under magnification, and elemental analysis can be performed by an X-ray analyzer. Through the above steps, foreign substances on the sample can be detected and analyzed.
また、光学顕微鏡に併設された励起光選択フィルタは試
料に対して特定の励起光を照射し、蛍光選択フィルタに
より特定の蛍光を検出することにより、これら特定の蛍
光を発生している特定の有機物、セラミックスなどを選
択的に検出することができる。In addition, the excitation light selection filter attached to the optical microscope irradiates the sample with specific excitation light, and the fluorescence selection filter detects specific fluorescence to identify specific organic substances that are generating these specific fluorescence. , ceramics, etc. can be selectively detected.
また、レーザ光照射による異物からの散乱光が検出され
た位置、また蛍光の検出された位置座標を記憶すること
により、光学式顕微鏡で検出された異物を、この座標を
用いて、迅速に電子顕微鏡下に移動することができる。In addition, by memorizing the coordinates of the position where scattered light from a foreign object was detected by laser beam irradiation and the position coordinates where fluorescence was detected, the foreign object detected with an optical microscope can be quickly detected using the electron beam. Can be moved under the microscope.
また、光学式顕微鏡の対物レンズを真空チャンバ内に設
置した試料の位置によって、移動することにより、真空
チャンバ内の大型の試料台を上下させることなく、正確
な自動焦点合せ（オートフォーカス）を行うことができ
る。また真空チャンバ壁に設置された可撓性構造物に１
、対物レンズを取りつけることにより、よりコンパクト
なオートフォーカス機構が可能になる。In addition, by moving the objective lens of the optical microscope depending on the position of the sample installed in the vacuum chamber, accurate automatic focusing can be achieved without having to move the large sample stage inside the vacuum chamber up and down. be able to. In addition, a flexible structure installed on the wall of the vacuum chamber
By attaching an objective lens, a more compact autofocus mechanism becomes possible.
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。なお、第１図は本発明の異物解析装置の基本構成を示
す概念図、第２図は蛍光発生の原理を示す線図、第３図
は色ベクトルの数値化方式を示す原理図、第４図（ａ）
、（ｂ）は色ベクトルの表示方式、同定方式の一例を示
す図、第５図及び第６図は夫々オートフォーカス機構の
一例を示す縦断面図である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that Fig. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of the foreign matter analysis device of the present invention, Fig. 2 is a line diagram showing the principle of fluorescence generation, Fig. 3 is a principle diagram showing the method of quantifying color vectors, and Fig. 4 Diagram (a)
, (b) are diagrams showing an example of a color vector display method and identification method, and FIGS. 5 and 6 are longitudinal sectional views each showing an example of an autofocus mechanism.
第１図に示すように、真空チャンバ１には、光学式拡大
手段２（本実施例では光学式顕微鏡２）と電子線による
拡大手段３（本実施例では電子顕微鏡３）及び分析手段
１２（本実施例ではＸ線分析装置１２）が備えられてい
る。As shown in FIG. 1, a vacuum chamber 1 includes an optical magnification means 2 (optical microscope 2 in this embodiment), an electron beam magnification means 3 (electron microscope 3 in this embodiment), and an analysis means 12 ( In this embodiment, an X-ray analyzer 12) is provided.
また、真空チャンバ１内には可動な試料台４が設置され
ている。この試料台４は真空チャンバ１内を自由に移動
でき、試料台４上に設置された試料１６は光学式顕微鏡
２の光軸と電子顕微鏡３の電子線の軸の間を自由に移動
できる。Furthermore, a movable sample stage 4 is installed within the vacuum chamber 1 . This sample stage 4 can freely move within the vacuum chamber 1, and the sample 16 placed on the sample stage 4 can freely move between the optical axis of the optical microscope 2 and the axis of the electron beam of the electron microscope 3.
このように本実施例では、一つの真空チャンバ１に光学
式顕微鏡２と電子顕微鏡３を併設し、真空チャンバ１内
に可動な試料台４を設置したことにより、真空チャンバ
１内の試料台４上に試料１６を置いたままで、二つの顕
微鏡の視野内に試料１Ｇ上の異物をとらえることができ
る。この場合、光学式顕微鏡２でとらえられた異物の位
置は、試料台４上の座標として記憶され、この座標を利
用して、電子顕微鏡３の視野内にただちに移動できるよ
うにしている。As described above, in this embodiment, an optical microscope 2 and an electron microscope 3 are installed in one vacuum chamber 1, and a movable sample stage 4 is installed in the vacuum chamber 1, so that the sample stage 4 in the vacuum chamber 1 Foreign matter on the sample 1G can be captured within the field of view of the two microscopes while the sample 16 remains placed thereon. In this case, the position of the foreign object captured by the optical microscope 2 is stored as coordinates on the sample stage 4, and the foreign object can be immediately moved into the field of view of the electron microscope 3 using these coordinates.
なお、電子顕微鏡の空洞部を利用して光学系を組込むこ
ともでき、このようにして電子顕微鏡の電子線の軸と光
学式顕微鏡の光軸を一部一致させることにより装置のコ
ンパクト化を図ることができる。Note that it is also possible to incorporate an optical system using the cavity of the electron microscope, and in this way, the axis of the electron beam of the electron microscope and the optical axis of the optical microscope are partially aligned, thereby making the device more compact. be able to.
前記光学式顕微鏡２は二つの照明系を有する。The optical microscope 2 has two illumination systems.
第１はレーザ光照射系５であり、これによって試料１６
上の異物を照らし、散乱光を光学式顕微鏡２でセンサ１
０上に結像し検出する。The first is a laser beam irradiation system 5, which allows the sample 16 to
Illuminate the foreign object on the top and pass the scattered light through optical microscope 2 to sensor 1.
The image is focused on 0 and detected.
一方蛍光による観察は、励起光光源６、励起光選択フィ
ルタ７、蛍光選択フィルタ８、ダイクロイックミラ９を
介して行う、蛍光は有機物、セラミックスなどによく見
られる現象であり、励起光を試料に照射すると、特定の
波長を吸収し、これより長波長の蛍光を発生する。On the other hand, observation using fluorescence is performed via an excitation light source 6, an excitation light selection filter 7, a fluorescence selection filter 8, and a dichroic mirror 9.Fluorescence is a phenomenon often seen in organic materials, ceramics, etc., and excitation light is irradiated onto the sample. Then, it absorbs a specific wavelength and generates fluorescence with a longer wavelength.
即ち、第２図に示すように、有機物や、セラミックスの
一部では、特定の波長ａの光を吸収して、これより長波
長すの蛍光を発生するものが多く、上記フィルタの選択
を適当に行うことによって、特定の有機物だけを検出す
ることが可能となる。That is, as shown in Fig. 2, many organic substances and some ceramics absorb light at a specific wavelength a and emit fluorescence at longer wavelengths, so the selection of the above filters should be made appropriately. By doing so, it becomes possible to detect only specific organic substances.
蛍光は特定の色を有しているため、これを数値化する必
要がある、そこで第３図に示すように、異物１３から発
生した蛍光をカラー撮像管１５で検出しこれをそれぞれ
、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などの三原色に分解し
、それぞれの光強度として数値化する。これは色ベクト
ルを示し、この色ベクトルを用いて第４図（ａ）に示す
ごとく、それぞれの異物の色ベクトルによって球体上の
位置として表示することができる。表示はＣＲＴ上又は
ハードコピー上に画像として表示される。Since fluorescence has a specific color, it is necessary to quantify this. Therefore, as shown in FIG. It is separated into three primary colors such as red), G (green), and B (blue), and is quantified as the light intensity of each. This indicates a color vector, and using this color vector, each foreign object can be displayed as its position on the sphere using the color vector as shown in FIG. 4(a). The display is displayed as an image on a CRT or hard copy.
さらに予め多くの物質に対して蛍光の色ベクトルを求め
ておき１球体上に第４図（ｂ）に示すように物質の領域
を定めておけば、本発明の装置により検出された蛍光の
色ベクトルからただちに、その物質を同定することが可
能である。ここで色ベクトルの方向はその物質の種類を
、ベクトルの長さは異物の大きさに対応させることがで
きる。Furthermore, if the color vectors of fluorescence are determined for many substances in advance and the area of the substances is defined on one sphere as shown in FIG. 4(b), the color of fluorescence detected by the device of the present invention can be It is possible to identify the substance immediately from the vector. Here, the direction of the color vector can be made to correspond to the type of the substance, and the length of the vector can be made to correspond to the size of the foreign substance.
第５図はオートフォーカス機構の一例である。FIG. 5 shows an example of an autofocus mechanism.
本実施例の装置では試料、試料台はすべて真空チャンバ
内に設置されている。オートフォーカスをかけるために
は、試料と対物レンズ間の距離を一定に保つ必要があり
、試料台を上下に移動するか。In the apparatus of this embodiment, the sample and sample stage are all placed in a vacuum chamber. In order to autofocus, it is necessary to maintain a constant distance between the sample and the objective lens, so do you have to move the sample stage up and down?
対物レンズを上下に移動するか、いずれか一方の方式で
行われる０本実施例では真空チャンバ内に入る試料台が
大型になること、真空中であるため高速の摺動が困雉な
点から、大気中に設置した対物レンズを動かすことによ
ってオートフォーカスをかける例を示しである。In this example, the sample stage that enters the vacuum chamber is large, and since it is in a vacuum, high-speed sliding is difficult. , shows an example in which autofocus is applied by moving an objective lens installed in the atmosphere.
図示のように、対物レンズ２０は、真空チャンバｌ１１
８上の大気中に設置され、ビューポート１９゛を通して
試料１６上の異物１７を検出する。駆動手段２１は例え
ばボイスコイルなどであり、案内２２は本例のごとく転
り案内ばかりでなく、エアベアリングなどによるガイド
も可能である。As shown, the objective lens 20 is connected to the vacuum chamber l11.
8 and detects foreign matter 17 on the sample 16 through the view port 19'. The driving means 21 is, for example, a voice coil, and the guide 22 can be not only a rolling guide as in this example, but also a guide using an air bearing or the like.
第６図はオートフォーカス駆動機構の他の例を示すもの
であり、装置をコンパクトにするため、真空チャンバ壁
１８にダイヤフラム２３など可撓性構造物で対物レンズ
を直接取付け、第５図と同じ原理で動かす構造である。Fig. 6 shows another example of the autofocus drive mechanism, and in order to make the device compact, the objective lens is directly attached to the vacuum chamber wall 18 with a flexible structure such as a diaphragm 23, and it is the same as Fig. 5. It is a structure that operates based on a principle.
ここで、対物レンズ２０、ダイヤフラム２３、真空チャ
ンバ壁１８の接合部は真空シールされている。Here, the joint between the objective lens 20, the diaphragm 23, and the vacuum chamber wall 18 is vacuum-sealed.
本発明によれば、試料上の異物を光学式拡大手段で検出
し、ただちに電子線による拡大手段により、より詳細な
高倍率観察を行うことができる。According to the present invention, a foreign substance on a sample can be detected by an optical magnification means, and a more detailed high-magnification observation can be immediately performed by an electron beam magnification means.
また、分析手段を併設することにより元素分析が可能と
なる。また、蛍光を用いることにより、試料上の有機異
物、セラミックスなど蛍光を発生する異物を選択的に検
出できると共に、蛍光を色ベクトルとして数値化し、球
体上の位置として明確に表示することができ、さらに予
め８１１１定した物質の色ベクトルと比較して簡単に物
質同定が可能となる。また、対物レンズを動かすオート
フォーカス方式を採用することにより、真空チャンバ内
にある大型試料台を動かすことなく、常にシャープな拡
大像が得られ安定した検出性能を保持することができる
。Furthermore, elemental analysis becomes possible by providing an analytical means. In addition, by using fluorescence, it is possible to selectively detect foreign substances that generate fluorescence, such as organic foreign substances and ceramics, on the sample, and the fluorescence can be digitized as a color vector and clearly displayed as a position on a sphere. Furthermore, it becomes possible to easily identify the substance by comparing it with the color vector of the substance determined in advance. Furthermore, by adopting an autofocus method that moves the objective lens, a sharp magnified image can always be obtained and stable detection performance can be maintained without moving the large sample stage inside the vacuum chamber.
【図面の簡単な説明】第１図は本発明の異物解析装置の基本橘成を示す概念図
、第２図は蛍光発生の原理を示す線図。第３図は色ベクトルの数値化方式を示す原理図、第４図
（ａ）、（ｂ）は色ベクトルの表示方式、同定方式の一
例を示す図、第５図はオートフォーカス機構の一例を示
す縦断面図、第６図はオートフォーカス機構の他の例を
示す縦断面図である。１・・・真空チャンバ、２・・・光学式拡大手段（光学
式顕微鏡）、３・・・電子線による拡大手段（電子顕微
鏡）、４・・・試料台、５・・・レーザ光照射系、６・
・・励起光光源、７・・・励起光選択フィルタ、８・・
・蛍光選択フィルタ、９・・・ダイクロイックミラ、１
０・・・センサ（光検出器）、１１・・・演算部、１２
・・・分析手段（Ｘ線分析装置）、１３・・・異物。１４・・・光学系、１５・・・カラ撮像素子、１６・・
・試料、１７・・・異物、１８・・・真空チャンバ壁、
１９・・・ビューポート、２０・・・対物レンズ。２１・・・ボイスコイル、２２・・・案内機構。２３・・・ダイヤフラム、２４・・・排気系。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic structure of the foreign matter analysis device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the principle of fluorescence generation. Figure 3 is a principle diagram showing the color vector digitization method, Figures 4 (a) and (b) are diagrams showing an example of the color vector display method and identification method, and Figure 5 is an example of the autofocus mechanism. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing another example of the autofocus mechanism. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vacuum chamber, 2... Optical magnification means (optical microscope), 3... Enlargement means by electron beam (electron microscope), 4... Sample stage, 5... Laser light irradiation system ,6・
...Excitation light source, 7...Excitation light selection filter, 8...
・Fluorescence selection filter, 9...Dichroic mirror, 1
0... Sensor (photodetector), 11... Arithmetic unit, 12
... Analysis means (X-ray analyzer), 13... Foreign matter. 14... Optical system, 15... Color image sensor, 16...
・Sample, 17... Foreign matter, 18... Vacuum chamber wall,
19...Viewport, 20...Objective lens. 21... Voice coil, 22... Guide mechanism. 23...Diaphragm, 24...Exhaust system.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307026AJPH01147513A (en) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Foreign matter analysis device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JPH01147513Atrue JPH01147513A (en) | 1989-06-09 |
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