粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラム
【課題】本発明は、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて粒子径を測定する粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】Ｘ線源１３からウェハ３表面にＸ線ビームが照射され、ウェハ３表面が走査されてウェハ３表面の各粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。測定された蛍光Ｘ線スペクトル及び標準スペクトルデータベース２８１に格納されている標準スペクトルデータに基づいて粒子に含まれる元素が同定される。測定された蛍光Ｘ線スペクトルから、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出され、面積分強度が算出される。検量線データベース２８２から同定元素に対応する検量線を読み出して面積分強度と対応する粒子径が特定される。
【解決手段】Ｘ線源１３からウェハ３表面にＸ線ビームが照射され、ウェハ３表面が走査されてウェハ３表面の各粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。測定された蛍光Ｘ線スペクトル及び標準スペクトルデータベース２８１に格納されている標準スペクトルデータに基づいて粒子に含まれる元素が同定される。測定された蛍光Ｘ線スペクトルから、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出され、面積分強度が算出される。検量線データベース２８２から同定元素に対応する検量線を読み出して面積分強度と対応する粒子径が特定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて粒子径を測定する粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に粒子状汚染物質（以下、単に「粒子」という）が付着したウェハ表面に半導体デバイス、例えば超ＬＳＩ( Large Scale Integrated circuit )を微細加工プロセスにより作製した場合、粒子が存在するウェハ表面の一部に半導体デバイスの回路が形成されず欠陥個所が発生する虞がある。ウェハ表面に付着した粒子の検出及び粒子径の測定が、欠陥個所の発生を抑えて半導体デバイスの微細加工プロセスにおける歩留まりを向上させるために必要となっている。粒子の検出方法及び粒子径の測定方法として、レーザ光を照射し、粒子径によって異なる散乱光強度を測定するレーザ散乱法等がある。
【０００３】
レーザ光により試料表面を走査し、複数の測定点における散乱光強度からレーザ散乱法により粒子の検出及び粒子径を測定する装置が広く用いられている。近年、配線幅５０ｎｍ以下の回路が形成されてきているため、欠陥箇所の発生に関与する虞があり、５０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子の検出及び粒子径を測定する方法が必要とされている。ところが、粒子径が５０ｎｍ以下の粒子にレーザ光を照射した場合、散乱光の強度が弱く検出が困難となる。また、散乱光の強度を増大させるために、照射するレーザ光の波長を紫外領域まで短くした場合、紫外領域のレーザ光により損傷を受ける有機物からなる粒子を検出することが困難となる。
【０００４】
また、散乱光の強度を増大させるために、照射するレーザ光の光強度を増大させた場合、レーザ光を出力する素子の寿命が短くなるという問題がある。また、散乱光の検出感度を向上させた場合、粒子と共にウェハ表面に微小な表面粗さによる散乱光も同時に検出されるため、両者の区別が困難となる。そこで、Ｘ線をウェハ表面等の試料表面上に全反射条件を満たすよう照射し、試料表面に付着した物質が放射する蛍光Ｘ線を検出して粒子を含む汚染物質を検出する方法が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の方法では、汚染物質を蛍光Ｘ線強度の入射角依存性から粒子状及び非粒子状に分類することで有機物からなり、粒子径の小さな粒子であっても損傷を与えることなく検出可能にしている。
【特許文献１】特開平８−３２７５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、試料表面に付着した粒子を検出するのみであり、試料表面に付着した粒子の粒子径を測定することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定する元素同定手段と、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得する粒子径取得手段とを備えることにより、試料表面に付着しており、レーザ散乱法により測定困難な小さな粒子であっても粒子径を測定可能にする粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る粒子径測定装置は、試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定装置において、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段と、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、前記元素同定手段が同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、複数の元素夫々に関する面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線を記憶してある検量線記憶手段と、該検量線記憶手段に記憶してある前記検量線のうち、前記元素同定手段が同定した元素に関する検量線に基づいて、前記面積分強度算出手段が算出した前記面積分強度に対応する粒子径を特定する粒子径特定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、試料表面の粒子にＸ線ビームが照射されて粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。同定元素に対応して予め記憶してあり、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて、算出された面積分強度に対応する粒子径が特定される。
【０００９】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記抽出手段は、前記元素同定手段が複数の元素を同定した場合、複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出するよう構成してあり、前記面積分強度算出手段は、前記抽出手段が複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出した場合、複数の面積分強度を算出するよう構成してあり、前記粒子径特定手段は、前記面積分強度算出手段が複数の面積分強度を算出した場合、前記元素同定手段が同定した複数の元素夫々に関する検量線に基づいて複数の粒子径を特定するよう構成してあり、前記粒子径特定手段が複数の粒子径を特定した場合、前記複数の粒子径に基づいて前記粒子の粒子径を算出する粒子径算出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、複数の元素からなる粒子にＸ線ビームが照射されて蛍光Ｘ線スペクトルが測定された場合、複数の元素夫々が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された複数の元素夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて複数の面積分強度が算出される。同定された複数の元素夫々に対応する検量線から、複数の面積分強度夫々に対応する粒子径が特定される。特定された複数の粒子径に基づいて粒子の粒子径が算出される。
【００１１】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記粒子径算出手段は、下記式に基づいて前記粒子の粒子径を算出するよう構成してあることを特徴とする。
【００１２】
【数１】
ここで、
ｎ：特定された複数の粒子径の個数
Ｄｍ：特定された複数の粒子径
Ｄａ：粒子の粒子径
【００１３】
本発明にあっては、複数の粒子径夫々Ｄ１,Ｄ２，…,Ｄｎが前述の式に代入されて粒子の粒子径Ｄａが算出される。
【００１４】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記Ｘ線ビームにより試料表面を走査するＸ線ビーム走査手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、Ｘ線ビームにより試料表面が走査されて、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定されて、粒子夫々の粒子径が測定される。
【００１６】
本発明に係る粒子径測定装置は、光ビームにより試料表面を走査して粒子径が所定値以上である大型粒子を検出する大型粒子検出手段を備え、前記Ｘ線ビーム走査手段は、試料表面のうち、前記大型粒子検出手段により大型粒子が検出された領域を除いた試料表面を走査するよう構成してあることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、レーザ光等の光ビームにより試料表面が走査されて、試料表面の粒子のうち、レーザ散乱法で検出可能な所定値以上の粒子径を有する大型粒子が検出される。Ｘ線ビームにより、大型粒子が検出された領域を除く試料表面を走査することにより、Ｘ線ビームの走査時間が短時間となる。Ｘ線ビームにより試料表面を走査して得た各粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて、レーザ散乱法で検出困難な小型粒子の粒子径が測定される。
【００１８】
本発明に係る粒子径測定方法は、試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定方法において、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定し、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出し、同定した元素に対応しており、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を特定することを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、試料表面の粒子にＸ線ビームが照射されて粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。同定元素に対応して予め記憶してあり、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて、算出された面積分強度に対応する粒子径が特定される。
【００２０】
本発明に係るコンピュータプログラムは、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルを測定する測定装置が備えるコンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、前記コンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定させる元素同定ステップと、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分させて面積分強度を算出させる面積分強度算出ステップと、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を取得させる粒子径取得ステップとを実行させることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが面積分されて面積分強度が算出される。算出した面積分強度に対応する粒子径が検量線に基づいて取得される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定する元素同定手段と、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得する粒子径取得手段とを備えることにより、試料表面に付着しており、レーザ散乱法により測定困難な小さな粒子であっても粒子径を測定可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、実施の形態１に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。図中１は、ウェハ（試料）３表面にＸ線ビームを照射して蛍光Ｘ線スペクトルを測定するＸ線分析装置である。粒子径測定装置は、Ｘ線分析装置１と、Ｘ線分析装置１の制御及びＸ線分析装置１が測定した各種データを処理して粒子径を取得する処理装置２とからなる。Ｘ線分析装置１は、真空下で蛍光スペクトルを測定するための真空チャンバからなる試料室１０を備える。試料室１０には、試料台１２と、試料台１２が載置されており、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させる試料台移動部１１と、試料台１２に載置されたウェハ３の表面に対して全反射するようＸ線ビームを照射するＸ線源１３と、ウェハ３表面の粒子から放射される蛍光Ｘ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出器１４とを備える。
【００２４】
図中破線矢印及び白抜矢印夫々は、Ｘ線源１３からウェハ３表面に入射し全反射されるＸ線ビーム及びウェハ３表面から放射される蛍光Ｘ線の軌跡の例を示す。試料台移動部１１は、試料台１２を移動させるべくステッピングモータにより駆動されるＸ方向及びＹ方向のトラバース機構により構成してある。また、試料台移動部１１は、ピエゾアクチュエータにより構成してもよい。Ｘ線源１３は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、Ｘ線をウェハ３表面に集光するＸ線集光鏡とからなり、マイクロメートル単位のビームスポット径を有するＸ線ビームをウェハ３表面に照射するようにしてある。
【００２５】
試料台移動部１１は、試料台１２をＸＹ方向に移動させてウェハ３表面のＸ線ビームの照射位置を移動させることにより、Ｘ線ビームによりウェハ３表面を走査するＸ線ビーム走査手段として機能する。処理装置２は、バス２０ａを介して内部のハードウェア各部を制御するＣＰＵ（ Central Processing Unit ）２０と、ＣＰＵ２０で実行される制御プログラム等を記憶してあるＲＯＭ（ Read-Only Memory ）２６と、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行している際に生じるデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ（ Random-Access Memory ）２７と、複数のキー等からなり、各種操作等を受付けるための操作受付部２４と、液晶パネル等からなり、装置の状態及び設定等を表示する表示部２５とを備える。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２６に記憶してある制御プログラムをＲＡＭ２７に読み出して実行するようにしてある。
【００２６】
また、処理装置２は、Ｘ線分析装置１の試料台移動部１１の移動を制御するための試料台移動制御部２１と、Ｘ線源１３を駆動させるＸ線源駆動部２２と、Ｘ線検出器１４からＸ線検出信号が入力されるＸ線検出信号入力部２３とを備える。試料台移動制御部２１は、ＣＰＵ２０からウェハ３表面における座標が与えられ、Ｘ線ビームの照射位置が与えられた座標となるよう試料台移動部１１に制御信号を与えるようにしてある。さらに、処理装置２は、ＨＤＤ（ Hard Disk Drive ）又はフラッシュメモリ等からなる記憶部２８を備えており、記憶部２８には、複数種類の元素夫々の標準スペクトルデータが格納された標準スペクトルデータベース２８１及び複数種類の元素夫々の検量線が格納された検量線データベース２８２（検量線記憶手段）が予め記憶してある。
【００２７】
また、記憶部２８は、粒子径の測定に用いられる後述のスペクトルデータ等の各種測定データ及び後述の測定管理テーブルも記憶するようにしてある。標準スペクトルデータベース２８１には、複数種類の元素夫々の蛍光スペクトルデータとして刊行物等に記載されており、Ｘ線分析装置による元素同定に対して広く用いられている既知の標準スペクトルデータを予め格納すると良い。ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルを標準スペクトルデータベース２８１に格納してある標準スペクトルデータと比較することにより、粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段としても機能する。
【００２８】
また、ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段及び抽出した蛍光Ｘ線スペクトルデータの面積分強度を算出する面積分強度算出手段としても機能する。検量線データベース２８２は、ＣＰＵ２０から同定した元素及び算出した面積分強度が与えられた場合、格納してある検量線のうち、与えられた元素に対応する検量線から面積分強度に対応する粒子径を読み出して特定し、ＣＰＵ２０に与える粒子径特定手段（粒子径取得手段）としても機能する。ここで、検量線データベース２８２に予め格納してある検量線を得る方法について説明する。
【００２９】
検量線を予め得るために、鉄、ニッケル及びコバルト等の元素単体からなり、既知の異なる粒子径を有する複数の粒子夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。検量線を予め得るために用いる既知の粒子径を有する粒子は、例えば、粒子を帯電させて粒子径によって異なる電気移動度を測定する電気移動度分析法等によりナノメートル単位で正確に粒子径が予め求められている粒子を用いるとよい。蛍光Ｘ線スペクトルは、本発明の粒子径測定装置に含まれるＸ線分析装置１を用いて測定する場合に限るものではなく、従来技術に基づく他のＸ線分析装置を用いてもよい。測定結果の蛍光Ｘ線スペクトルからエネルギー及び強度の面積分からなる面積分強度が算出される。
【００３０】
粒子径の異なる複数の粒子夫々の蛍光Ｘ線スペクトルから算出した面積分強度を、横軸及び縦軸夫々が粒子径及び面積分強度に対応するグラフ上にプロットすることにより、粒子径及び面積分強度の対応関係を示す検量線が得られる。複数種類の元素単体からなる粒子の検量線夫々を求めることにより、各元素に対応して複数の検量線が得られる。得られた検量線から最小２乗近似法等を用いて近似関数を求め、当該近似関数を用いて粒子径及び面積分強度からなるテーブルを生成し、当該テーブルを検量線とし、元素夫々に対応付けて検量線データベース２８２に格納してある。
【００３１】
図２及び図３夫々は、実施の形態１に係る面積分強度の算出を説明するための蛍光Ｘ線スペクトル及び検量線の例を示すグラフである。図２の横軸及び縦軸夫々は、検出される蛍光Ｘ線のエネルギー及び強度を示す。図３の横軸及び縦軸夫々は、粒子径及び面積分強度を示す。図２に示す蛍光Ｘ線スペクトルの例では、元素単体に由来しており、エネルギーＥａ２及び強度Ｐ２を有するｋα１線と、エネルギーＥａ１及び強度Ｐ１を有するｋα２線とが検出されており、図中斜線で示す部分の面積に対応する面積分強度が算出される。図３に示す例では、同一の元素単体からなり、既知の粒子径５ｎｍ，１８ｎｍ，２５ｎｍ，４０ｎｍ及び５０ｎｍ夫々を有する複数の粒子から算出された面積分強度がプロットされており、１次関数からなる近似関数で示された検量線が得られている。
【００３２】
次に粒子径測定装置がＸ線ビームによりウェハ３表面を走査して蛍光Ｘ線スペクトルを測定する手順を説明する。試料台１２に載置されたウェハ３表面が複数領域に分割され、各領域を識別する領域番号が割り当てられ、各領域の中心におけるＸ座標及びＹ座標が各領域番号に対応づけて取得される。以下、Ｘ座標及びＹ座標を、座標という。領域番号、座標、後述のスペクトルデータのファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなる測定管理テーブルが作成されて記憶部２８に記憶される。各領域番号及び座標が測定管理テーブルに記録される。測定管理テーブルから最初の領域番号に対応する座標が読み出されてＸ線ビームの照射位置が座標に一致するよう試料台１２が移動される。Ｘ線ビームの照射が開始されて蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。
【００３３】
測定された蛍光Ｘ線スペクトルは、領域番号に対応したファイル名を有するスペクトルデータとして記憶されると共に、測定管理テーブルに領域番号と対応付けて当該ファイル名が記録される。測定管理テーブルから、次の領域番号に対応する座標が読み出され、試料台１２を移動してＸ線ビームの照射位置を変更する動作が順次繰り返される。これにより、Ｘ線ビームを用いてウェハ３表面が走査される。また、Ｘ線ビームによる走査と共に各領域の蛍光Ｘ線スペクトルが同様に測定され、異なるファイル名を有するスペクトルデータが記録されると共に測定管理テーブルに各スペクトルデータのファイル名が記録される。測定管理テーブルの最後の領域番号に対応するファイル名が記録された場合、Ｘ線ビームの照射が終了されて蛍光Ｘ線スペクトルの測定が完了する。
【００３４】
図４及び図５夫々は、実施の形態１に係るウェハ３表面が分割されてなる複数領域の例を示す模式図及び測定管理テーブルのレコードレイアウト例を示す図表である。図４に示す例では、直径３００ｍｍの円板であるウェハ３が試料台１２に載置されており、ウェハ３の中心を原点としたＸＹ座標軸が設定されている。例えば、略正方形の領域３ａの座標として（−４０，＋６０）が取得されている。図５に示す如く、測定管理テーブルは、領域番号、座標、ファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなり、領域番号１,２,…,５６５夫々に対して座標（０,＋１４５）,（−１０,＋１３５）,…,（０,−１４５）及びファイル名「ＳＡ００１」,「ＳＡ００２」,…,「ＳＡ５６５」が記録してある。
【００３５】
次に各領域の蛍光Ｘ線スペクトルから元素を同定し、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出して面積分強度を算出する手順を説明する。測定管理テーブルに記録された領域番号が選択され、対応するファイル名を有するスペクトルデータが読み出される。読み出されたスペクトルデータとスペクトル形状が一致する標準スペクトルデータが標準スペクトルデータベース２８１から検索される。検索の結果、一致する標準スペクトルデータがある場合、検索された標準スペクトルデータに対応付けられた元素が粒子を構成する元素として同定される。蛍光Ｘ線スペクトルから同定元素夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。
【００３６】
図６は、実施の形態１に係る粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。図６に示す粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例では、元素Ａ由来のエネルギーＥａ１及びＥａ２夫々の輝線からなるスペクトル形状と、元素Ｂ由来のエネルギーＥｂ１、Ｅｂ２及びＥｂ３夫々の輝線からなるスペクトル形状と、元素Ｃ由来のエネルギーＥｃ１、Ｅｃ２及びＥｃ３夫々の輝線からなるスペクトル形状とを有している。図６に示す例の場合、元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃの標準スペクトルデータが検索され、粒子を構成する元素として元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃが同定される。この例では、元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃ夫々の蛍光Ｘ線スペクトルの斜線で示した面積分強度が算出される。次に同定元素夫々に対して算出された面積分強度を検量線に基づいて粒子径を特定する手順及び複数の粒子径が特定された場合に粒子の粒子径を算出する手順を説明する。
【００３７】
同定元素夫々の検量線が検量線データベース２８２から読み出され、同定元素夫々に対して算出された面積分強度に対応する粒子径が読み出されて特定される。同定元素が１種類である場合、算出される面積分強度は１つであり、当該面積分強度に対応する粒子径が粒子の粒子径として特定される。また、同定元素が複数種類である場合、複数の面積分強度が変換されて複数の粒子径が特定される。ここで、ｎ個の粒子径Ｄ１,Ｄ２,…,Ｄｎ夫々を直径とするｎ個の仮想の球体の体積の合計値が、粒子径Ｄａを直径とする仮想の球体の体積と一致すると仮定して、以下の式が得られる。
【００３８】
【数２】
式（２）を整理すると以下の式が得られる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
複数の粒子径Ｄ１,Ｄ２,…,Ｄｎを式（１）に代入することで粒子径Ｄａが算出される。粒子径Ｄａの算出は、式（１）に限るものではなく、式（１）を式変形したものであってもよい。粒子径Ｄａが領域番号に対応付けて測定管理テーブルに記録される。また、元素が同定されず、粒子が検出されなかった場合、測定管理テーブルの粒子径の記録欄は空欄となる。測定管理テーブルに記録してある領域番号全てに対して同様に粒子径の取得が行われ、試料表面で検出された粒子に対して粒子径の測定が完了する。
【００４１】
図７は、実施の形態１に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。処理装置２のＣＰＵ２０は、測定管理テーブルを生成する（ステップＳ１）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の座標を読み出す（ステップＳ２）。ＣＰＵ２０は、後述の蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行する（ステップＳ３）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出しているか否かを判定する（ステップＳ４）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出していないと判定した場合（ステップＳ４でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の座標を読出し（ステップＳ５）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行するステップＳ３に処理を戻す。
【００４２】
ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出していると判定した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、測定管理テーブルに記録されているファイル名を参照して領域番号１のスペクトルデータを読み出す（ステップＳ６）。ＣＰＵ２０は、スペクトルデータに基づいて後述の粒子径取得処理を実行する（ステップＳ７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したか否かを判定する（ステップＳ８）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出していないと判定した場合（ステップＳ８でＮＯ）、測定管理テーブルに記録されているファイル名を参照して次の領域番号のスペクトルデータを読み出し（ステップＳ９）、粒子径取得処理を実行するステップＳ７に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したと判定した場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、粒子径測定処理を終了する。
【００４３】
図８は、実施の形態１に係る蛍光Ｘ線スペクトル測定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、読み出した座標に基づいて試料台を移動させる（ステップＳ１１）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、Ｘ線ビームの照射を開始し（ステップＳ１３）、蛍光Ｘ線スペクトルを測定する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、蛍光Ｘ線スペクトルを測定するステップＳ１４に処理を移す。
【００４４】
ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルからなるスペクトルデータを記憶する（ステップＳ１５）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルにスペクトルデータのファイル名を記録する（ステップＳ１６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ１７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ１７でＮＯ）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を終了する。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、Ｘ線ビームの照射を終了し（ステップＳ１８）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を終了する。
【００４５】
図９は、実施の形態１に係る粒子径取得処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、読み出したスペクトルデータと一致する標準スペクトルデータを検索する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ２０は、検索の結果、一致する標準スペクトルデータがあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＣＰＵ２０は、一致する標準スペクトルデータがあると判定した場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、粒子を構成する元素を同定する（ステップＳ２３）。ＣＰＵ２０は、スペクトルデータから同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し（ステップＳ２４）、面積分強度を算出する（ステップＳ２５）。ＣＰＵ２０は、同定元素に対応する検量線を読出し（ステップＳ２６）、粒子径を特定する（ステップＳ２７）。
【００４６】
ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であると判定した場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、複数の粒子径から式（１）を用いて粒子径Ｄａを算出する（ステップＳ２９）。ＣＰＵ２０は、粒子径を測定管理テーブルに記録して（ステップＳ３０）、粒子径取得処理を終了する。ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であるか否かを判定するステップＳ２８において、同定元素が複数でないと判定した場合（ステップＳ２８でＮＯ）、粒子径を測定管理テーブルに記録するステップＳ３０に処理を移す。ＣＰＵ２０は、検索の結果、一致する標準スペクトルデータがあるか否かを判定するステップＳ２２において、一致する標準スペクトルデータがないと判定した場合（ステップＳ２２でＮＯ）、粒子径取得処理を終了する。
【００４７】
試料台移動部１１は、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させるよう構成してある場合を示したが、これに限るものではなく水平面のｒθ方向に移動させるよう構成し、座標としてｒθ座標を用いてもよい。この場合、試料台移動部１１は、基準となる回転中心を原点とし試料台１２を回転させるθ方向回転機構及び回転中心から半径方向に移動させるθ方向移動機構で構成するとよい。また、検量線データベース２８２に検量線の近似関数から生成したテーブルを格納する例を示したが、これに限るものではなく近似関数の変数を格納してもよい。この場合、検量線データベース２８２に格納してある変数に基づいて面積分強度を近似関数に代入し、粒子径を算出することにより、粒子径を特定するとよい。
【００４８】
実施の形態２
図１０は、実施の形態２に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。本実施の形態２は、実施の形態１がＸ線ビームによりウェハ表面の全領域を走査するよう構成してあるのに対して、光ビームによりウェハ表面の全領域を走査し、大型粒子を検出した後に、大型粒子が検出された領域を除くウェハ表面をＸ線ビームにより走査するよう構成してある。図中５は、ウェハ３表面にレーザ光（光ビーム）を照射して散乱光強度を測定するレーザ散乱測定装置である。粒子径測定装置は、レーザ散乱測定装置５と、Ｘ線分析装置４と、レーザ散乱測定装置５からＸ線分析装置４にウェハを移動させるためのロードロック室６と、レーザ散乱測定装置５及びＸ線分析装置４の制御並びに各装置が測定した各種データを処理して粒子径を取得する処理装置７とからなる。
【００４９】
レーザ散乱測定装置５は、大気圧下で散乱光強度を測定するための試料室５０を備える。試料室５０には、試料台１２が載置されており、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させる試料台移動部５１と、試料台１２に載置されたウェハ３表面に対してレーザ光を照射するレーザ光源５３と、ウェハ３表面で散乱される散乱光を検出して光検出信号を出力する光検出器５４とを備える。図中破線矢印は、レーザ光源５３からウェハ３表面に入射し反射されるレーザ光及びウェハ３表面で散乱される散乱光の軌跡の例を示す。
【００５０】
レーザ散乱測定装置５の試料台移動部５１及びＸ線分析装置４の試料台移動部１１夫々は、同一の座標が与えられた場合、ウェハ３表面のレーザ光及びＸ線ビーム夫々の照射位置が一致するよう構成してある。レーザ光源５３は、レーザ光を出射するレーザ素子と、レーザ光をウェハ３表面に集光する集光レンズとからなり、レーザ光をウェハ３表面に照射するようにしてある。試料台移動部５１は、試料台１２をＸＹ方向に移動させてウェハ３表面のレーザ光の照射位置を移動させてレーザ光によりウェハ３表面を走査し、大型粒子を検出する大型粒子検出手段として機能する。レーザ散乱測定装置５及びＸ線分析装置４夫々は、真空バルブ５２及び真空バルブ４１を備えている。
【００５１】
真空バルブ５２及び真空バルブ４１は、試料台１２をレーザ散乱測定装置５の大気圧の試料室１０及びＸ線分析装置４の真空の試料室５０間で移動させるためのロードロック室６を介して接続されている。また、レーザ散乱測定装置５は、ウェハ３が載置された試料台１２を把持してロードロック室６に搬送するロボットアームを有する試料台搬送部５５を備える。Ｘ線分析装置４は、ロードロック室６に搬送された試料台１２を把持して試料室５０に搬送するロボットアームを有する試料台搬送部４２を備える。ロードロック室６には真空排気する為のポンプ（図示せず）及び大気を導入する為のガス配管（図示せず）が接続してある。
【００５２】
処理装置７は、ＨＤＤ又はフラッシュメモリ等からなる記憶部７４を備えている。記憶部７４は、標準スペクトルデータベース２８１と、検量線データベース２８２と、散乱光強度を粒子径に変換するための粒子径変換データが格納された粒子径変換データベース７４１とが記憶してある。また、処理装置７は、レーザ光源５３を駆動させる光源駆動部７２と、光検出器５４から光検出信号が入力される光検出信号入力部７３とを備える。試料台移動制御部２１は、ＣＰＵ２０から与えられる座標にレーザ光又はＸ線ビーム夫々が照射されるべく試料台移動部５１及び試料台移動部１１の移動を制御するようにしてある。また、処理装置７は、試料台搬送部５５及び真空バルブ５２、４１を制御して試料台１２をレーザ散乱測定装置５からＸ線分析装置４に移動させる搬送制御部７１を備える。次にレーザ散乱測定装置５に試料台１２と共に配されたウェハ３表面でレーザ光を走査してレーザ散乱測定を実行し、所定粒子径以上の粒子径を有する大型粒子を検出する手順を説明する。
【００５３】
試料台１２に載置されたウェハ３表面が複数領域に分割され、各領域を識別する領域番号が割り当てられ、各領域の中心におけるＸ座標及びＹ座標からなる座標が各領域番号に対応づけて取得される。領域番号、座標、後述のスペクトルデータのファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなる測定管理テーブルが作成されて、各領域番号及びＸＹ座標が測定管理テーブルに記録される。測定管理テーブルから最初の領域番号に対応する座標が読み出されてレーザ光の照射位置が座標に一致するよう試料台１２が移動される。レーザ光の照射が開始されて散乱光強度が測定される。
【００５４】
測定された散乱光強度は、領域番号に関連付けられてＲＡＭ２７に記憶される。測定管理テーブルから、次の領域番号に対応する座標が読み出され、試料台１２を移動してレーザ光の照射位置を変更する動作が順次繰り返される。これにより、レーザ光を用いてウェハ３表面が走査される。また、レーザ光の走査と共に各領域の散乱光強度が同様に測定され、ＲＡＭ２７に記憶される。全ての領域散乱光強度が記憶された場合、レーザ光の照射が停止されてレーザ散乱測定を完了する。粒子径変換データベース７４１に格納されている粒子径変換データに基づいて各散乱光強度が粒子径に変換され、測定管理テーブルに各領域番号に対応付けて記録される。次にウェハ３が載置された試料台１２がレーザ散乱測定装置５の試料室５０からＸ線分析装置４の試料室１０に搬送される。
【００５５】
搬送制御部７１は、ＣＰＵ２０により搬送指示が与えられた場合、ロードロック室６を大気圧にし、真空バルブ５２を開放する。搬送制御部７１は、試料台搬送部５５のロボットアームにより試料台１２を把持させてロードロック室６に搬送させ、把持を解除させた後に真空バルブ５２を閉鎖させ、ロードロック室６の真空引きを実行させる。搬送制御部７１は、ロードロック室６が真空となった場合、真空バルブ４１を開放しＸ線分析装置４の試料台搬送部４２のロボットアームにより試料台１２を把持させてＸ線分析装置４の試料室１０に搬送させる。搬送制御部７１は、真空バルブ４１を閉鎖し、試料台搬送部４２に把持を解除させて試料台１２の搬送動作を完了する。次に、レーザ散乱測定により大型粒子が検出された領域を除いて試料表面をＸ線ビームにより走査して蛍光Ｘ線スペクトルを測定する手順を説明する。
【００５６】
レーザ散乱測定装置５の試料台移動部５１及びＸ線分析装置４の試料台移動部１１夫々は、試料台１２の搬送により生じた同一座標におけるウェハ３表面のレーザ光及びＸ線ビーム夫々の照射位置のずれを補正する座標補正処理が実行される。座標補正処理は、例えば同一線上にない３つの識別点をウェハ３表面に予め形成し、レーザ散乱測定装置５が検出した識別点夫々の座標と、Ｘ線分析装置４が検出した識別点夫々の座標とのずれを算出して補正するとよい。測定管理テーブルに記録された領域番号が選択され、対応する粒子径が読み出される。読み出された粒子径が所定粒子径以上であるか否かを判定して、各領域から大型粒子が検出される。
【００５７】
所定粒子径は、レーザ散乱測定装置５が検出可能な最小粒子径等に基づいて予め設定するとよく、例えば５０ｎｍとすればよい。大型粒子でないと判定された場合、測定管理テーブルから領域番号に対応付けられた座標が読み出され、試料台１２の移動、Ｘ線ビームの照射及び蛍光Ｘ線スペクトルの測定が順次実行される。大型粒子であると判定された場合、読み出された領域番号に対して蛍光Ｘ線スペクトル測定が実行されず、測定管理テーブルから次の領域番号に対応づけられた粒子径が読み出され、同様に大型粒子であるか否かが判定される。
【００５８】
蛍光Ｘ線スペクトルが測定された場合、実施の形態１と同様にスペクトルデータが記憶されると共に測定管理テーブルにファイル名が記録される。測定管理テーブルに記録してある領域番号のうち、大型粒子が検出された領域の領域番号を除く領域番号に対応する座標にのみＸ線ビームが照射されて蛍光Ｘ線スペクトル測定が完了する。次に、測定管理ファイルから所定粒子径未満の粒子径が記録してある領域番号を選択し、当該領域番号に対応付けられたファイル名を有するスペクトルデータを読出して、元素の同定、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルの抽出、面積分強度の算出、検量線に基づいた粒子径の特定及び複数の粒子径に基づいた粒子の粒子径の算出を実行し、得られた粒子径を測定管理テーブルに記録して粒子径の測定を完了する。
【００５９】
図１１及び図１２は、実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。処理装置７のＣＰＵ２０は、測定管理テーブルを生成する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ２０は、後述のレーザ散乱測定処理を実行する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ２０は、Ｘ線分析装置４へウェハ３が載置された試料台１２を搬送させて（ステップＳ３３）、座標補正処理を実行する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の粒子径を読み出す（ステップＳ３５）。ＣＰＵ２０は、読み出した粒子径が所定粒子径以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ＣＰＵ２０は、所定粒子径以上であると判定した場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出し（ステップＳ４０）、所定粒子径以上であるか否かを判定するステップＳ３６に処理を戻す。
【００６０】
ＣＰＵ２０は、所定粒子径以上でないと判定した場合（ステップＳ３６でＮＯ）、測定管理テーブルから領域番号の座標を読み出し（ステップＳ３７）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行する（ステップＳ３８）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出したか否かを判定する（ステップＳ３９）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出していないと判定した場合（ステップＳ３９でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出すステップＳ４０に処理を移す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出したと判定した場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、測定管理テーブルから領域番号１の粒子径を読み出す（ステップＳ４１）。
【００６１】
ＣＰＵ２０は、読み出した粒子径が所定粒子未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ＣＰＵ２０は、所定粒子径未満でないと判定した場合（ステップＳ４２でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出し（ステップＳ４３）、所定粒子径未満であるか否かを判定するステップＳ４２に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、所定粒子径未満であると判定した場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、スペクトルデータを読み出し（ステップＳ４４）、粒子径取得処理を実行する（ステップＳ４５）。
【００６２】
ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したか否かを判定する（ステップＳ４６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出していないと判定した場合（ステップＳ４６でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読み出すステップＳ４３に処理を移す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したと判定した場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、粒子径測定処理を終了する。
【００６３】
図１３は、実施の形態２に係るレーザ散乱測定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の座標を読み出す（ステップＳ５１）。ＣＰＵ２０は、読み出した座標に基づいて試料台を移動させる（ステップＳ５２）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ５３でＹＥＳ）、レーザ光の照射を開始し（ステップＳ５４）、散乱光強度を測定する（ステップＳ５５）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ５３でＮＯ）、散乱光強度を測定するステップＳ５５に処理を移す。
【００６４】
ＣＰＵ２０は、測定した散乱光強度を一時記憶する（ステップＳ５６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ５７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ５７でＮＯ）、測定管理テーブルから、次の領域番号の座標を読出し（ステップＳ５８）、読み出した座標に基づいて試料台を移動させるステップＳ５２に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、レーザ光の照射を終了し（ステップＳ５９）、粒子径変換データに基づいて一時記憶してある各散乱光強度を粒子径に変換し（ステップＳ６０）、測定管理テーブルに各粒子径を記録して（ステップＳ６１）、レーザ散乱測定処理を終了する。
【００６５】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成、作用及び処理名は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の符号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００６６】
実施の形態３
図１４は、実施の形態３に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。本実施の形態３は、実施の形態１がＲＯＭに記憶してある制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行するのに対して、記録媒体に記録してあるコンピュータプログラムを記憶部２８にインストールして実行するように構成してある。図中８は、記録媒体読込部８１を備える処理装置を示す。処理装置８は、記録媒体読込部８１に挿入された記録媒体８１０からコンピュータプログラム８１１を読み込んで記憶部２８にインストールするようにしてある。
【００６７】
ＣＰＵ２０は、記憶部２８にインストールされたコンピュータプログラム８１１をＲＡＭ２７に読み出して実行することにより、処理装置８に必要な処理を実行する構成にしてある。コンピュータプログラム８１１は、ＣＰＵ２０に測定した粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定させ（元素同定ステップ）、測定した粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、面積分強度を算出させる（面積分強度算出ステップ）。コンピュータプログラム８１１は、同定した元素の検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得させる（粒子径取得ステップ）。
【００６８】
本発明に係るコンピュータプログラム８１１は、ＣＤ（ Compact Disk ）−ＲＯＭ又はＤＶＤ（ Digital Versatile Disk ）−ＲＯＭ等の記録媒体８１０だけでなく、メモリカード等の外部メモリに記憶させておくこともできる。この場合、ＣＰＵ２０に接続される図示しない外部メモリからコンピュータプログラム８１１を読み出して記憶部２８に記憶させる。さらにＣＰＵ２０に接続された図示しない外部のサーバーコンピュータとの間で通信を確立し、係るコンピュータプログラム８１１を記憶部２８へダウンロードしても良い。
【００６９】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成、作用及び処理名は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の符号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態１に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る面積分強度の算出を説明するための蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。
【図３】実施の形態１に係る検量線の例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係るウェハ表面が分割されてなる複数領域の例を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る測定管理テーブルのレコードレイアウト例を示す図表である。
【図６】実施の形態１に係る粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１に係る蛍光Ｘ線スペクトル測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る粒子径取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２に係るレーザ散乱測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１，４ Ｘ線分析装置
２,７，８ 処理装置
３ ウェハ
５ レーザ散乱測定装置
６ ロードロック室
１０,５０ 試料室
１１,５１ 試料台移動部
１２ 試料台
１３ Ｘ線源
１４ Ｘ線検出器
２０ ＣＰＵ
２０ａ バス
２１ 試料台移動制御部
２２ Ｘ線源駆動部
２３ Ｘ線検出信号入力部
２４ 操作受付部
２５ 表示部
２６ ＲＯＭ
２７ ＲＡＭ
２８,７４ 記憶部
２８１ 標準スペクトルデータベース
２８２ 検量線データベース
７４１ 粒子径変換データベース
４１，５２ 真空バルブ
４２，５５ 試料台搬送部
５３ レーザ光源
５４ 光検出器
７１ 搬送制御部
７２ 光源駆動部
７３ 光検出信号入力部
７４ 粒子径変換データベース
８１ 記録媒体読込部
８１０ 記録媒体
８１１ コンピュータプログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて粒子径を測定する粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に粒子状汚染物質（以下、単に「粒子」という）が付着したウェハ表面に半導体デバイス、例えば超ＬＳＩ( Large Scale Integrated circuit )を微細加工プロセスにより作製した場合、粒子が存在するウェハ表面の一部に半導体デバイスの回路が形成されず欠陥個所が発生する虞がある。ウェハ表面に付着した粒子の検出及び粒子径の測定が、欠陥個所の発生を抑えて半導体デバイスの微細加工プロセスにおける歩留まりを向上させるために必要となっている。粒子の検出方法及び粒子径の測定方法として、レーザ光を照射し、粒子径によって異なる散乱光強度を測定するレーザ散乱法等がある。
【０００３】
レーザ光により試料表面を走査し、複数の測定点における散乱光強度からレーザ散乱法により粒子の検出及び粒子径を測定する装置が広く用いられている。近年、配線幅５０ｎｍ以下の回路が形成されてきているため、欠陥箇所の発生に関与する虞があり、５０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子の検出及び粒子径を測定する方法が必要とされている。ところが、粒子径が５０ｎｍ以下の粒子にレーザ光を照射した場合、散乱光の強度が弱く検出が困難となる。また、散乱光の強度を増大させるために、照射するレーザ光の波長を紫外領域まで短くした場合、紫外領域のレーザ光により損傷を受ける有機物からなる粒子を検出することが困難となる。
【０００４】
また、散乱光の強度を増大させるために、照射するレーザ光の光強度を増大させた場合、レーザ光を出力する素子の寿命が短くなるという問題がある。また、散乱光の検出感度を向上させた場合、粒子と共にウェハ表面に微小な表面粗さによる散乱光も同時に検出されるため、両者の区別が困難となる。そこで、Ｘ線をウェハ表面等の試料表面上に全反射条件を満たすよう照射し、試料表面に付着した物質が放射する蛍光Ｘ線を検出して粒子を含む汚染物質を検出する方法が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の方法では、汚染物質を蛍光Ｘ線強度の入射角依存性から粒子状及び非粒子状に分類することで有機物からなり、粒子径の小さな粒子であっても損傷を与えることなく検出可能にしている。
【特許文献１】特開平８−３２７５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、試料表面に付着した粒子を検出するのみであり、試料表面に付着した粒子の粒子径を測定することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定する元素同定手段と、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得する粒子径取得手段とを備えることにより、試料表面に付着しており、レーザ散乱法により測定困難な小さな粒子であっても粒子径を測定可能にする粒子径測定装置、粒子径測定方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る粒子径測定装置は、試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定装置において、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段と、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、前記元素同定手段が同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段と、該抽出手段が抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、複数の元素夫々に関する面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線を記憶してある検量線記憶手段と、該検量線記憶手段に記憶してある前記検量線のうち、前記元素同定手段が同定した元素に関する検量線に基づいて、前記面積分強度算出手段が算出した前記面積分強度に対応する粒子径を特定する粒子径特定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、試料表面の粒子にＸ線ビームが照射されて粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。同定元素に対応して予め記憶してあり、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて、算出された面積分強度に対応する粒子径が特定される。
【０００９】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記抽出手段は、前記元素同定手段が複数の元素を同定した場合、複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出するよう構成してあり、前記面積分強度算出手段は、前記抽出手段が複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出した場合、複数の面積分強度を算出するよう構成してあり、前記粒子径特定手段は、前記面積分強度算出手段が複数の面積分強度を算出した場合、前記元素同定手段が同定した複数の元素夫々に関する検量線に基づいて複数の粒子径を特定するよう構成してあり、前記粒子径特定手段が複数の粒子径を特定した場合、前記複数の粒子径に基づいて前記粒子の粒子径を算出する粒子径算出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、複数の元素からなる粒子にＸ線ビームが照射されて蛍光Ｘ線スペクトルが測定された場合、複数の元素夫々が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された複数の元素夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて複数の面積分強度が算出される。同定された複数の元素夫々に対応する検量線から、複数の面積分強度夫々に対応する粒子径が特定される。特定された複数の粒子径に基づいて粒子の粒子径が算出される。
【００１１】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記粒子径算出手段は、下記式に基づいて前記粒子の粒子径を算出するよう構成してあることを特徴とする。
【００１２】
【数１】
ここで、
ｎ：特定された複数の粒子径の個数
Ｄｍ：特定された複数の粒子径
Ｄａ：粒子の粒子径
【００１３】
本発明にあっては、複数の粒子径夫々Ｄ１,Ｄ２，…,Ｄｎが前述の式に代入されて粒子の粒子径Ｄａが算出される。
【００１４】
本発明に係る粒子径測定装置は、前記Ｘ線ビームにより試料表面を走査するＸ線ビーム走査手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、Ｘ線ビームにより試料表面が走査されて、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定されて、粒子夫々の粒子径が測定される。
【００１６】
本発明に係る粒子径測定装置は、光ビームにより試料表面を走査して粒子径が所定値以上である大型粒子を検出する大型粒子検出手段を備え、前記Ｘ線ビーム走査手段は、試料表面のうち、前記大型粒子検出手段により大型粒子が検出された領域を除いた試料表面を走査するよう構成してあることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、レーザ光等の光ビームにより試料表面が走査されて、試料表面の粒子のうち、レーザ散乱法で検出可能な所定値以上の粒子径を有する大型粒子が検出される。Ｘ線ビームにより、大型粒子が検出された領域を除く試料表面を走査することにより、Ｘ線ビームの走査時間が短時間となる。Ｘ線ビームにより試料表面を走査して得た各粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて、レーザ散乱法で検出困難な小型粒子の粒子径が測定される。
【００１８】
本発明に係る粒子径測定方法は、試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定方法において、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定し、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出し、同定した元素に対応しており、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を特定することを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、試料表面の粒子にＸ線ビームが照射されて粒子の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。同定元素に対応して予め記憶してあり、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて、算出された面積分強度に対応する粒子径が特定される。
【００２０】
本発明に係るコンピュータプログラムは、試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルを測定する測定装置が備えるコンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、前記コンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定させる元素同定ステップと、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分させて面積分強度を算出させる面積分強度算出ステップと、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を取得させる粒子径取得ステップとを実行させることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子に含まれる元素が同定される。粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルが面積分されて面積分強度が算出される。算出した面積分強度に対応する粒子径が検量線に基づいて取得される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定する元素同定手段と、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得する粒子径取得手段とを備えることにより、試料表面に付着しており、レーザ散乱法により測定困難な小さな粒子であっても粒子径を測定可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、実施の形態１に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。図中１は、ウェハ（試料）３表面にＸ線ビームを照射して蛍光Ｘ線スペクトルを測定するＸ線分析装置である。粒子径測定装置は、Ｘ線分析装置１と、Ｘ線分析装置１の制御及びＸ線分析装置１が測定した各種データを処理して粒子径を取得する処理装置２とからなる。Ｘ線分析装置１は、真空下で蛍光スペクトルを測定するための真空チャンバからなる試料室１０を備える。試料室１０には、試料台１２と、試料台１２が載置されており、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させる試料台移動部１１と、試料台１２に載置されたウェハ３の表面に対して全反射するようＸ線ビームを照射するＸ線源１３と、ウェハ３表面の粒子から放射される蛍光Ｘ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出器１４とを備える。
【００２４】
図中破線矢印及び白抜矢印夫々は、Ｘ線源１３からウェハ３表面に入射し全反射されるＸ線ビーム及びウェハ３表面から放射される蛍光Ｘ線の軌跡の例を示す。試料台移動部１１は、試料台１２を移動させるべくステッピングモータにより駆動されるＸ方向及びＹ方向のトラバース機構により構成してある。また、試料台移動部１１は、ピエゾアクチュエータにより構成してもよい。Ｘ線源１３は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、Ｘ線をウェハ３表面に集光するＸ線集光鏡とからなり、マイクロメートル単位のビームスポット径を有するＸ線ビームをウェハ３表面に照射するようにしてある。
【００２５】
試料台移動部１１は、試料台１２をＸＹ方向に移動させてウェハ３表面のＸ線ビームの照射位置を移動させることにより、Ｘ線ビームによりウェハ３表面を走査するＸ線ビーム走査手段として機能する。処理装置２は、バス２０ａを介して内部のハードウェア各部を制御するＣＰＵ（ Central Processing Unit ）２０と、ＣＰＵ２０で実行される制御プログラム等を記憶してあるＲＯＭ（ Read-Only Memory ）２６と、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行している際に生じるデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ（ Random-Access Memory ）２７と、複数のキー等からなり、各種操作等を受付けるための操作受付部２４と、液晶パネル等からなり、装置の状態及び設定等を表示する表示部２５とを備える。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２６に記憶してある制御プログラムをＲＡＭ２７に読み出して実行するようにしてある。
【００２６】
また、処理装置２は、Ｘ線分析装置１の試料台移動部１１の移動を制御するための試料台移動制御部２１と、Ｘ線源１３を駆動させるＸ線源駆動部２２と、Ｘ線検出器１４からＸ線検出信号が入力されるＸ線検出信号入力部２３とを備える。試料台移動制御部２１は、ＣＰＵ２０からウェハ３表面における座標が与えられ、Ｘ線ビームの照射位置が与えられた座標となるよう試料台移動部１１に制御信号を与えるようにしてある。さらに、処理装置２は、ＨＤＤ（ Hard Disk Drive ）又はフラッシュメモリ等からなる記憶部２８を備えており、記憶部２８には、複数種類の元素夫々の標準スペクトルデータが格納された標準スペクトルデータベース２８１及び複数種類の元素夫々の検量線が格納された検量線データベース２８２（検量線記憶手段）が予め記憶してある。
【００２７】
また、記憶部２８は、粒子径の測定に用いられる後述のスペクトルデータ等の各種測定データ及び後述の測定管理テーブルも記憶するようにしてある。標準スペクトルデータベース２８１には、複数種類の元素夫々の蛍光スペクトルデータとして刊行物等に記載されており、Ｘ線分析装置による元素同定に対して広く用いられている既知の標準スペクトルデータを予め格納すると良い。ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルを標準スペクトルデータベース２８１に格納してある標準スペクトルデータと比較することにより、粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段としても機能する。
【００２８】
また、ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段及び抽出した蛍光Ｘ線スペクトルデータの面積分強度を算出する面積分強度算出手段としても機能する。検量線データベース２８２は、ＣＰＵ２０から同定した元素及び算出した面積分強度が与えられた場合、格納してある検量線のうち、与えられた元素に対応する検量線から面積分強度に対応する粒子径を読み出して特定し、ＣＰＵ２０に与える粒子径特定手段（粒子径取得手段）としても機能する。ここで、検量線データベース２８２に予め格納してある検量線を得る方法について説明する。
【００２９】
検量線を予め得るために、鉄、ニッケル及びコバルト等の元素単体からなり、既知の異なる粒子径を有する複数の粒子夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。検量線を予め得るために用いる既知の粒子径を有する粒子は、例えば、粒子を帯電させて粒子径によって異なる電気移動度を測定する電気移動度分析法等によりナノメートル単位で正確に粒子径が予め求められている粒子を用いるとよい。蛍光Ｘ線スペクトルは、本発明の粒子径測定装置に含まれるＸ線分析装置１を用いて測定する場合に限るものではなく、従来技術に基づく他のＸ線分析装置を用いてもよい。測定結果の蛍光Ｘ線スペクトルからエネルギー及び強度の面積分からなる面積分強度が算出される。
【００３０】
粒子径の異なる複数の粒子夫々の蛍光Ｘ線スペクトルから算出した面積分強度を、横軸及び縦軸夫々が粒子径及び面積分強度に対応するグラフ上にプロットすることにより、粒子径及び面積分強度の対応関係を示す検量線が得られる。複数種類の元素単体からなる粒子の検量線夫々を求めることにより、各元素に対応して複数の検量線が得られる。得られた検量線から最小２乗近似法等を用いて近似関数を求め、当該近似関数を用いて粒子径及び面積分強度からなるテーブルを生成し、当該テーブルを検量線とし、元素夫々に対応付けて検量線データベース２８２に格納してある。
【００３１】
図２及び図３夫々は、実施の形態１に係る面積分強度の算出を説明するための蛍光Ｘ線スペクトル及び検量線の例を示すグラフである。図２の横軸及び縦軸夫々は、検出される蛍光Ｘ線のエネルギー及び強度を示す。図３の横軸及び縦軸夫々は、粒子径及び面積分強度を示す。図２に示す蛍光Ｘ線スペクトルの例では、元素単体に由来しており、エネルギーＥａ２及び強度Ｐ２を有するｋα１線と、エネルギーＥａ１及び強度Ｐ１を有するｋα２線とが検出されており、図中斜線で示す部分の面積に対応する面積分強度が算出される。図３に示す例では、同一の元素単体からなり、既知の粒子径５ｎｍ，１８ｎｍ，２５ｎｍ，４０ｎｍ及び５０ｎｍ夫々を有する複数の粒子から算出された面積分強度がプロットされており、１次関数からなる近似関数で示された検量線が得られている。
【００３２】
次に粒子径測定装置がＸ線ビームによりウェハ３表面を走査して蛍光Ｘ線スペクトルを測定する手順を説明する。試料台１２に載置されたウェハ３表面が複数領域に分割され、各領域を識別する領域番号が割り当てられ、各領域の中心におけるＸ座標及びＹ座標が各領域番号に対応づけて取得される。以下、Ｘ座標及びＹ座標を、座標という。領域番号、座標、後述のスペクトルデータのファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなる測定管理テーブルが作成されて記憶部２８に記憶される。各領域番号及び座標が測定管理テーブルに記録される。測定管理テーブルから最初の領域番号に対応する座標が読み出されてＸ線ビームの照射位置が座標に一致するよう試料台１２が移動される。Ｘ線ビームの照射が開始されて蛍光Ｘ線スペクトルが測定される。
【００３３】
測定された蛍光Ｘ線スペクトルは、領域番号に対応したファイル名を有するスペクトルデータとして記憶されると共に、測定管理テーブルに領域番号と対応付けて当該ファイル名が記録される。測定管理テーブルから、次の領域番号に対応する座標が読み出され、試料台１２を移動してＸ線ビームの照射位置を変更する動作が順次繰り返される。これにより、Ｘ線ビームを用いてウェハ３表面が走査される。また、Ｘ線ビームによる走査と共に各領域の蛍光Ｘ線スペクトルが同様に測定され、異なるファイル名を有するスペクトルデータが記録されると共に測定管理テーブルに各スペクトルデータのファイル名が記録される。測定管理テーブルの最後の領域番号に対応するファイル名が記録された場合、Ｘ線ビームの照射が終了されて蛍光Ｘ線スペクトルの測定が完了する。
【００３４】
図４及び図５夫々は、実施の形態１に係るウェハ３表面が分割されてなる複数領域の例を示す模式図及び測定管理テーブルのレコードレイアウト例を示す図表である。図４に示す例では、直径３００ｍｍの円板であるウェハ３が試料台１２に載置されており、ウェハ３の中心を原点としたＸＹ座標軸が設定されている。例えば、略正方形の領域３ａの座標として（−４０，＋６０）が取得されている。図５に示す如く、測定管理テーブルは、領域番号、座標、ファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなり、領域番号１,２,…,５６５夫々に対して座標（０,＋１４５）,（−１０,＋１３５）,…,（０,−１４５）及びファイル名「ＳＡ００１」,「ＳＡ００２」,…,「ＳＡ５６５」が記録してある。
【００３５】
次に各領域の蛍光Ｘ線スペクトルから元素を同定し、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出して面積分強度を算出する手順を説明する。測定管理テーブルに記録された領域番号が選択され、対応するファイル名を有するスペクトルデータが読み出される。読み出されたスペクトルデータとスペクトル形状が一致する標準スペクトルデータが標準スペクトルデータベース２８１から検索される。検索の結果、一致する標準スペクトルデータがある場合、検索された標準スペクトルデータに対応付けられた元素が粒子を構成する元素として同定される。蛍光Ｘ線スペクトルから同定元素夫々の蛍光Ｘ線スペクトルが抽出されて面積分強度が算出される。
【００３６】
図６は、実施の形態１に係る粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。図６に示す粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例では、元素Ａ由来のエネルギーＥａ１及びＥａ２夫々の輝線からなるスペクトル形状と、元素Ｂ由来のエネルギーＥｂ１、Ｅｂ２及びＥｂ３夫々の輝線からなるスペクトル形状と、元素Ｃ由来のエネルギーＥｃ１、Ｅｃ２及びＥｃ３夫々の輝線からなるスペクトル形状とを有している。図６に示す例の場合、元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃの標準スペクトルデータが検索され、粒子を構成する元素として元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃが同定される。この例では、元素Ａ、元素Ｂ及び元素Ｃ夫々の蛍光Ｘ線スペクトルの斜線で示した面積分強度が算出される。次に同定元素夫々に対して算出された面積分強度を検量線に基づいて粒子径を特定する手順及び複数の粒子径が特定された場合に粒子の粒子径を算出する手順を説明する。
【００３７】
同定元素夫々の検量線が検量線データベース２８２から読み出され、同定元素夫々に対して算出された面積分強度に対応する粒子径が読み出されて特定される。同定元素が１種類である場合、算出される面積分強度は１つであり、当該面積分強度に対応する粒子径が粒子の粒子径として特定される。また、同定元素が複数種類である場合、複数の面積分強度が変換されて複数の粒子径が特定される。ここで、ｎ個の粒子径Ｄ１,Ｄ２,…,Ｄｎ夫々を直径とするｎ個の仮想の球体の体積の合計値が、粒子径Ｄａを直径とする仮想の球体の体積と一致すると仮定して、以下の式が得られる。
【００３８】
【数２】
式（２）を整理すると以下の式が得られる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
複数の粒子径Ｄ１,Ｄ２,…,Ｄｎを式（１）に代入することで粒子径Ｄａが算出される。粒子径Ｄａの算出は、式（１）に限るものではなく、式（１）を式変形したものであってもよい。粒子径Ｄａが領域番号に対応付けて測定管理テーブルに記録される。また、元素が同定されず、粒子が検出されなかった場合、測定管理テーブルの粒子径の記録欄は空欄となる。測定管理テーブルに記録してある領域番号全てに対して同様に粒子径の取得が行われ、試料表面で検出された粒子に対して粒子径の測定が完了する。
【００４１】
図７は、実施の形態１に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。処理装置２のＣＰＵ２０は、測定管理テーブルを生成する（ステップＳ１）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の座標を読み出す（ステップＳ２）。ＣＰＵ２０は、後述の蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行する（ステップＳ３）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出しているか否かを判定する（ステップＳ４）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出していないと判定した場合（ステップＳ４でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の座標を読出し（ステップＳ５）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行するステップＳ３に処理を戻す。
【００４２】
ＣＰＵ２０は、最終領域番号を読み出していると判定した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、測定管理テーブルに記録されているファイル名を参照して領域番号１のスペクトルデータを読み出す（ステップＳ６）。ＣＰＵ２０は、スペクトルデータに基づいて後述の粒子径取得処理を実行する（ステップＳ７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したか否かを判定する（ステップＳ８）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出していないと判定した場合（ステップＳ８でＮＯ）、測定管理テーブルに記録されているファイル名を参照して次の領域番号のスペクトルデータを読み出し（ステップＳ９）、粒子径取得処理を実行するステップＳ７に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したと判定した場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、粒子径測定処理を終了する。
【００４３】
図８は、実施の形態１に係る蛍光Ｘ線スペクトル測定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、読み出した座標に基づいて試料台を移動させる（ステップＳ１１）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、Ｘ線ビームの照射を開始し（ステップＳ１３）、蛍光Ｘ線スペクトルを測定する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、蛍光Ｘ線スペクトルを測定するステップＳ１４に処理を移す。
【００４４】
ＣＰＵ２０は、測定した蛍光Ｘ線スペクトルからなるスペクトルデータを記憶する（ステップＳ１５）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルにスペクトルデータのファイル名を記録する（ステップＳ１６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ１７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ１７でＮＯ）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を終了する。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、Ｘ線ビームの照射を終了し（ステップＳ１８）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を終了する。
【００４５】
図９は、実施の形態１に係る粒子径取得処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、読み出したスペクトルデータと一致する標準スペクトルデータを検索する（ステップＳ２１）。ＣＰＵ２０は、検索の結果、一致する標準スペクトルデータがあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＣＰＵ２０は、一致する標準スペクトルデータがあると判定した場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、粒子を構成する元素を同定する（ステップＳ２３）。ＣＰＵ２０は、スペクトルデータから同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し（ステップＳ２４）、面積分強度を算出する（ステップＳ２５）。ＣＰＵ２０は、同定元素に対応する検量線を読出し（ステップＳ２６）、粒子径を特定する（ステップＳ２７）。
【００４６】
ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であると判定した場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、複数の粒子径から式（１）を用いて粒子径Ｄａを算出する（ステップＳ２９）。ＣＰＵ２０は、粒子径を測定管理テーブルに記録して（ステップＳ３０）、粒子径取得処理を終了する。ＣＰＵ２０は、同定元素が複数であるか否かを判定するステップＳ２８において、同定元素が複数でないと判定した場合（ステップＳ２８でＮＯ）、粒子径を測定管理テーブルに記録するステップＳ３０に処理を移す。ＣＰＵ２０は、検索の結果、一致する標準スペクトルデータがあるか否かを判定するステップＳ２２において、一致する標準スペクトルデータがないと判定した場合（ステップＳ２２でＮＯ）、粒子径取得処理を終了する。
【００４７】
試料台移動部１１は、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させるよう構成してある場合を示したが、これに限るものではなく水平面のｒθ方向に移動させるよう構成し、座標としてｒθ座標を用いてもよい。この場合、試料台移動部１１は、基準となる回転中心を原点とし試料台１２を回転させるθ方向回転機構及び回転中心から半径方向に移動させるθ方向移動機構で構成するとよい。また、検量線データベース２８２に検量線の近似関数から生成したテーブルを格納する例を示したが、これに限るものではなく近似関数の変数を格納してもよい。この場合、検量線データベース２８２に格納してある変数に基づいて面積分強度を近似関数に代入し、粒子径を算出することにより、粒子径を特定するとよい。
【００４８】
実施の形態２
図１０は、実施の形態２に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。本実施の形態２は、実施の形態１がＸ線ビームによりウェハ表面の全領域を走査するよう構成してあるのに対して、光ビームによりウェハ表面の全領域を走査し、大型粒子を検出した後に、大型粒子が検出された領域を除くウェハ表面をＸ線ビームにより走査するよう構成してある。図中５は、ウェハ３表面にレーザ光（光ビーム）を照射して散乱光強度を測定するレーザ散乱測定装置である。粒子径測定装置は、レーザ散乱測定装置５と、Ｘ線分析装置４と、レーザ散乱測定装置５からＸ線分析装置４にウェハを移動させるためのロードロック室６と、レーザ散乱測定装置５及びＸ線分析装置４の制御並びに各装置が測定した各種データを処理して粒子径を取得する処理装置７とからなる。
【００４９】
レーザ散乱測定装置５は、大気圧下で散乱光強度を測定するための試料室５０を備える。試料室５０には、試料台１２が載置されており、試料台１２を水平面でのＸＹ方向に移動させる試料台移動部５１と、試料台１２に載置されたウェハ３表面に対してレーザ光を照射するレーザ光源５３と、ウェハ３表面で散乱される散乱光を検出して光検出信号を出力する光検出器５４とを備える。図中破線矢印は、レーザ光源５３からウェハ３表面に入射し反射されるレーザ光及びウェハ３表面で散乱される散乱光の軌跡の例を示す。
【００５０】
レーザ散乱測定装置５の試料台移動部５１及びＸ線分析装置４の試料台移動部１１夫々は、同一の座標が与えられた場合、ウェハ３表面のレーザ光及びＸ線ビーム夫々の照射位置が一致するよう構成してある。レーザ光源５３は、レーザ光を出射するレーザ素子と、レーザ光をウェハ３表面に集光する集光レンズとからなり、レーザ光をウェハ３表面に照射するようにしてある。試料台移動部５１は、試料台１２をＸＹ方向に移動させてウェハ３表面のレーザ光の照射位置を移動させてレーザ光によりウェハ３表面を走査し、大型粒子を検出する大型粒子検出手段として機能する。レーザ散乱測定装置５及びＸ線分析装置４夫々は、真空バルブ５２及び真空バルブ４１を備えている。
【００５１】
真空バルブ５２及び真空バルブ４１は、試料台１２をレーザ散乱測定装置５の大気圧の試料室１０及びＸ線分析装置４の真空の試料室５０間で移動させるためのロードロック室６を介して接続されている。また、レーザ散乱測定装置５は、ウェハ３が載置された試料台１２を把持してロードロック室６に搬送するロボットアームを有する試料台搬送部５５を備える。Ｘ線分析装置４は、ロードロック室６に搬送された試料台１２を把持して試料室５０に搬送するロボットアームを有する試料台搬送部４２を備える。ロードロック室６には真空排気する為のポンプ（図示せず）及び大気を導入する為のガス配管（図示せず）が接続してある。
【００５２】
処理装置７は、ＨＤＤ又はフラッシュメモリ等からなる記憶部７４を備えている。記憶部７４は、標準スペクトルデータベース２８１と、検量線データベース２８２と、散乱光強度を粒子径に変換するための粒子径変換データが格納された粒子径変換データベース７４１とが記憶してある。また、処理装置７は、レーザ光源５３を駆動させる光源駆動部７２と、光検出器５４から光検出信号が入力される光検出信号入力部７３とを備える。試料台移動制御部２１は、ＣＰＵ２０から与えられる座標にレーザ光又はＸ線ビーム夫々が照射されるべく試料台移動部５１及び試料台移動部１１の移動を制御するようにしてある。また、処理装置７は、試料台搬送部５５及び真空バルブ５２、４１を制御して試料台１２をレーザ散乱測定装置５からＸ線分析装置４に移動させる搬送制御部７１を備える。次にレーザ散乱測定装置５に試料台１２と共に配されたウェハ３表面でレーザ光を走査してレーザ散乱測定を実行し、所定粒子径以上の粒子径を有する大型粒子を検出する手順を説明する。
【００５３】
試料台１２に載置されたウェハ３表面が複数領域に分割され、各領域を識別する領域番号が割り当てられ、各領域の中心におけるＸ座標及びＹ座標からなる座標が各領域番号に対応づけて取得される。領域番号、座標、後述のスペクトルデータのファイル名及び粒子径夫々の記録欄からなる測定管理テーブルが作成されて、各領域番号及びＸＹ座標が測定管理テーブルに記録される。測定管理テーブルから最初の領域番号に対応する座標が読み出されてレーザ光の照射位置が座標に一致するよう試料台１２が移動される。レーザ光の照射が開始されて散乱光強度が測定される。
【００５４】
測定された散乱光強度は、領域番号に関連付けられてＲＡＭ２７に記憶される。測定管理テーブルから、次の領域番号に対応する座標が読み出され、試料台１２を移動してレーザ光の照射位置を変更する動作が順次繰り返される。これにより、レーザ光を用いてウェハ３表面が走査される。また、レーザ光の走査と共に各領域の散乱光強度が同様に測定され、ＲＡＭ２７に記憶される。全ての領域散乱光強度が記憶された場合、レーザ光の照射が停止されてレーザ散乱測定を完了する。粒子径変換データベース７４１に格納されている粒子径変換データに基づいて各散乱光強度が粒子径に変換され、測定管理テーブルに各領域番号に対応付けて記録される。次にウェハ３が載置された試料台１２がレーザ散乱測定装置５の試料室５０からＸ線分析装置４の試料室１０に搬送される。
【００５５】
搬送制御部７１は、ＣＰＵ２０により搬送指示が与えられた場合、ロードロック室６を大気圧にし、真空バルブ５２を開放する。搬送制御部７１は、試料台搬送部５５のロボットアームにより試料台１２を把持させてロードロック室６に搬送させ、把持を解除させた後に真空バルブ５２を閉鎖させ、ロードロック室６の真空引きを実行させる。搬送制御部７１は、ロードロック室６が真空となった場合、真空バルブ４１を開放しＸ線分析装置４の試料台搬送部４２のロボットアームにより試料台１２を把持させてＸ線分析装置４の試料室１０に搬送させる。搬送制御部７１は、真空バルブ４１を閉鎖し、試料台搬送部４２に把持を解除させて試料台１２の搬送動作を完了する。次に、レーザ散乱測定により大型粒子が検出された領域を除いて試料表面をＸ線ビームにより走査して蛍光Ｘ線スペクトルを測定する手順を説明する。
【００５６】
レーザ散乱測定装置５の試料台移動部５１及びＸ線分析装置４の試料台移動部１１夫々は、試料台１２の搬送により生じた同一座標におけるウェハ３表面のレーザ光及びＸ線ビーム夫々の照射位置のずれを補正する座標補正処理が実行される。座標補正処理は、例えば同一線上にない３つの識別点をウェハ３表面に予め形成し、レーザ散乱測定装置５が検出した識別点夫々の座標と、Ｘ線分析装置４が検出した識別点夫々の座標とのずれを算出して補正するとよい。測定管理テーブルに記録された領域番号が選択され、対応する粒子径が読み出される。読み出された粒子径が所定粒子径以上であるか否かを判定して、各領域から大型粒子が検出される。
【００５７】
所定粒子径は、レーザ散乱測定装置５が検出可能な最小粒子径等に基づいて予め設定するとよく、例えば５０ｎｍとすればよい。大型粒子でないと判定された場合、測定管理テーブルから領域番号に対応付けられた座標が読み出され、試料台１２の移動、Ｘ線ビームの照射及び蛍光Ｘ線スペクトルの測定が順次実行される。大型粒子であると判定された場合、読み出された領域番号に対して蛍光Ｘ線スペクトル測定が実行されず、測定管理テーブルから次の領域番号に対応づけられた粒子径が読み出され、同様に大型粒子であるか否かが判定される。
【００５８】
蛍光Ｘ線スペクトルが測定された場合、実施の形態１と同様にスペクトルデータが記憶されると共に測定管理テーブルにファイル名が記録される。測定管理テーブルに記録してある領域番号のうち、大型粒子が検出された領域の領域番号を除く領域番号に対応する座標にのみＸ線ビームが照射されて蛍光Ｘ線スペクトル測定が完了する。次に、測定管理ファイルから所定粒子径未満の粒子径が記録してある領域番号を選択し、当該領域番号に対応付けられたファイル名を有するスペクトルデータを読出して、元素の同定、同定元素の蛍光Ｘ線スペクトルの抽出、面積分強度の算出、検量線に基づいた粒子径の特定及び複数の粒子径に基づいた粒子の粒子径の算出を実行し、得られた粒子径を測定管理テーブルに記録して粒子径の測定を完了する。
【００５９】
図１１及び図１２は、実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。処理装置７のＣＰＵ２０は、測定管理テーブルを生成する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ２０は、後述のレーザ散乱測定処理を実行する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ２０は、Ｘ線分析装置４へウェハ３が載置された試料台１２を搬送させて（ステップＳ３３）、座標補正処理を実行する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の粒子径を読み出す（ステップＳ３５）。ＣＰＵ２０は、読み出した粒子径が所定粒子径以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ＣＰＵ２０は、所定粒子径以上であると判定した場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出し（ステップＳ４０）、所定粒子径以上であるか否かを判定するステップＳ３６に処理を戻す。
【００６０】
ＣＰＵ２０は、所定粒子径以上でないと判定した場合（ステップＳ３６でＮＯ）、測定管理テーブルから領域番号の座標を読み出し（ステップＳ３７）、蛍光Ｘ線スペクトル測定処理を実行する（ステップＳ３８）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出したか否かを判定する（ステップＳ３９）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出していないと判定した場合（ステップＳ３９でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出すステップＳ４０に処理を移す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の粒子径を読み出したと判定した場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、測定管理テーブルから領域番号１の粒子径を読み出す（ステップＳ４１）。
【００６１】
ＣＰＵ２０は、読み出した粒子径が所定粒子未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ＣＰＵ２０は、所定粒子径未満でないと判定した場合（ステップＳ４２でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読出し（ステップＳ４３）、所定粒子径未満であるか否かを判定するステップＳ４２に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、所定粒子径未満であると判定した場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、スペクトルデータを読み出し（ステップＳ４４）、粒子径取得処理を実行する（ステップＳ４５）。
【００６２】
ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したか否かを判定する（ステップＳ４６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出していないと判定した場合（ステップＳ４６でＮＯ）、測定管理テーブルから次の領域番号の粒子径を読み出すステップＳ４３に処理を移す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号のスペクトルデータを読み出したと判定した場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、粒子径測定処理を終了する。
【００６３】
図１３は、実施の形態２に係るレーザ散乱測定処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ２０は、測定管理テーブルから領域番号１の座標を読み出す（ステップＳ５１）。ＣＰＵ２０は、読み出した座標に基づいて試料台を移動させる（ステップＳ５２）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ５３でＹＥＳ）、レーザ光の照射を開始し（ステップＳ５４）、散乱光強度を測定する（ステップＳ５５）。ＣＰＵ２０は、領域番号１の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ５３でＮＯ）、散乱光強度を測定するステップＳ５５に処理を移す。
【００６４】
ＣＰＵ２０は、測定した散乱光強度を一時記憶する（ステップＳ５６）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したか否かを判定する（ステップＳ５７）。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出していないと判定した場合（ステップＳ５７でＮＯ）、測定管理テーブルから、次の領域番号の座標を読出し（ステップＳ５８）、読み出した座標に基づいて試料台を移動させるステップＳ５２に処理を戻す。ＣＰＵ２０は、最終領域番号の座標を読み出したと判定した場合（ステップＳ５７でＹＥＳ）、レーザ光の照射を終了し（ステップＳ５９）、粒子径変換データに基づいて一時記憶してある各散乱光強度を粒子径に変換し（ステップＳ６０）、測定管理テーブルに各粒子径を記録して（ステップＳ６１）、レーザ散乱測定処理を終了する。
【００６５】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成、作用及び処理名は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の符号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【００６６】
実施の形態３
図１４は、実施の形態３に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。本実施の形態３は、実施の形態１がＲＯＭに記憶してある制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行するのに対して、記録媒体に記録してあるコンピュータプログラムを記憶部２８にインストールして実行するように構成してある。図中８は、記録媒体読込部８１を備える処理装置を示す。処理装置８は、記録媒体読込部８１に挿入された記録媒体８１０からコンピュータプログラム８１１を読み込んで記憶部２８にインストールするようにしてある。
【００６７】
ＣＰＵ２０は、記憶部２８にインストールされたコンピュータプログラム８１１をＲＡＭ２７に読み出して実行することにより、処理装置８に必要な処理を実行する構成にしてある。コンピュータプログラム８１１は、ＣＰＵ２０に測定した粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから粒子を構成する元素を同定させ（元素同定ステップ）、測定した粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、面積分強度を算出させる（面積分強度算出ステップ）。コンピュータプログラム８１１は、同定した元素の検量線に基づいて面積分強度に対応する粒子径を取得させる（粒子径取得ステップ）。
【００６８】
本発明に係るコンピュータプログラム８１１は、ＣＤ（ Compact Disk ）−ＲＯＭ又はＤＶＤ（ Digital Versatile Disk ）−ＲＯＭ等の記録媒体８１０だけでなく、メモリカード等の外部メモリに記憶させておくこともできる。この場合、ＣＰＵ２０に接続される図示しない外部メモリからコンピュータプログラム８１１を読み出して記憶部２８に記憶させる。さらにＣＰＵ２０に接続された図示しない外部のサーバーコンピュータとの間で通信を確立し、係るコンピュータプログラム８１１を記憶部２８へダウンロードしても良い。
【００６９】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成、作用及び処理名は実施の形態１と同様であるので対応する部分には同一の符号及び処理名を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態１に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る面積分強度の算出を説明するための蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。
【図３】実施の形態１に係る検量線の例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係るウェハ表面が分割されてなる複数領域の例を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る測定管理テーブルのレコードレイアウト例を示す図表である。
【図６】実施の形態１に係る粒子の蛍光Ｘ線スペクトルの例を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１に係る蛍光Ｘ線スペクトル測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係る粒子径取得処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２に係る粒子径測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２に係るレーザ散乱測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に係る粒子径測定装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１，４ Ｘ線分析装置
２,７，８ 処理装置
３ ウェハ
５ レーザ散乱測定装置
６ ロードロック室
１０,５０ 試料室
１１,５１ 試料台移動部
１２ 試料台
１３ Ｘ線源
１４ Ｘ線検出器
２０ ＣＰＵ
２０ａ バス
２１ 試料台移動制御部
２２ Ｘ線源駆動部
２３ Ｘ線検出信号入力部
２４ 操作受付部
２５ 表示部
２６ ＲＯＭ
２７ ＲＡＭ
２８,７４ 記憶部
２８１ 標準スペクトルデータベース
２８２ 検量線データベース
７４１ 粒子径変換データベース
４１，５２ 真空バルブ
４２，５５ 試料台搬送部
５３ レーザ光源
５４ 光検出器
７１ 搬送制御部
７２ 光源駆動部
７３ 光検出信号入力部
７４ 粒子径変換データベース
８１ 記録媒体読込部
８１０ 記録媒体
８１１ コンピュータプログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定装置において、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段と、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、前記元素同定手段が同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段と、
該抽出手段が抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、
複数の元素夫々に関する面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線を記憶してある検量線記憶手段と、
該検量線記憶手段に記憶してある前記検量線のうち、前記元素同定手段が同定した元素に関する検量線に基づいて、前記面積分強度算出手段が算出した前記面積分強度に対応する粒子径を特定する粒子径特定手段と
を備えることを特徴とする粒子径測定装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、
前記元素同定手段が複数の元素を同定した場合、複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出するよう構成してあり、
前記面積分強度算出手段は、
前記抽出手段が複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出した場合、複数の面積分強度を算出するよう構成してあり、
前記粒子径特定手段は、
前記面積分強度算出手段が複数の面積分強度を算出した場合、前記元素同定手段が同定した複数の元素夫々に関する検量線に基づいて複数の粒子径を特定するよう構成してあり、
前記粒子径特定手段が複数の粒子径を特定した場合、前記複数の粒子径に基づいて前記粒子の粒子径を算出する粒子径算出手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子径測定装置。
【請求項３】
前記粒子径算出手段は、下記式に基づいて前記粒子の粒子径を算出するよう構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒子径測定装置。
【数１】
ここで、
ｎ：特定された複数の粒子径の個数
Ｄｍ：特定された複数の粒子径
Ｄａ：粒子の粒子径
【請求項４】
前記Ｘ線ビームにより試料表面を走査するＸ線ビーム走査手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の粒子径測定装置。
【請求項５】
光ビームにより試料表面を走査して粒子径が所定値以上である大型粒子を検出する大型粒子検出手段を備え、
前記Ｘ線ビーム走査手段は、
試料表面のうち、前記大型粒子検出手段により大型粒子が検出された領域を除いた試料表面を走査するよう構成してある
ことを特徴とする請求項４に記載の粒子径測定装置。
【請求項６】
試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定方法において、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定し、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、
抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出し、
同定した元素に対応しており、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を特定する
ことを特徴とする粒子径測定方法。
【請求項７】
試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルを測定する測定装置が備えるコンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定させる元素同定ステップと、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分させて面積分強度を算出させる面積分強度算出ステップと、
面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を取得させる粒子径取得ステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定装置において、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定する元素同定手段と、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、前記元素同定手段が同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出する抽出手段と、
該抽出手段が抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出する面積分強度算出手段と、
複数の元素夫々に関する面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線を記憶してある検量線記憶手段と、
該検量線記憶手段に記憶してある前記検量線のうち、前記元素同定手段が同定した元素に関する検量線に基づいて、前記面積分強度算出手段が算出した前記面積分強度に対応する粒子径を特定する粒子径特定手段と
を備えることを特徴とする粒子径測定装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、
前記元素同定手段が複数の元素を同定した場合、複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出するよう構成してあり、
前記面積分強度算出手段は、
前記抽出手段が複数の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出した場合、複数の面積分強度を算出するよう構成してあり、
前記粒子径特定手段は、
前記面積分強度算出手段が複数の面積分強度を算出した場合、前記元素同定手段が同定した複数の元素夫々に関する検量線に基づいて複数の粒子径を特定するよう構成してあり、
前記粒子径特定手段が複数の粒子径を特定した場合、前記複数の粒子径に基づいて前記粒子の粒子径を算出する粒子径算出手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子径測定装置。
【請求項３】
前記粒子径算出手段は、下記式に基づいて前記粒子の粒子径を算出するよう構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒子径測定装置。
【数１】
ここで、
ｎ：特定された複数の粒子径の個数
Ｄｍ：特定された複数の粒子径
Ｄａ：粒子の粒子径
【請求項４】
前記Ｘ線ビームにより試料表面を走査するＸ線ビーム走査手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の粒子径測定装置。
【請求項５】
光ビームにより試料表面を走査して粒子径が所定値以上である大型粒子を検出する大型粒子検出手段を備え、
前記Ｘ線ビーム走査手段は、
試料表面のうち、前記大型粒子検出手段により大型粒子が検出された領域を除いた試料表面を走査するよう構成してある
ことを特徴とする請求項４に記載の粒子径測定装置。
【請求項６】
試料表面の粒子にＸ線ビームを照射して得た前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を測定する粒子径測定方法において、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定し、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルから、同定した元素の蛍光Ｘ線スペクトルを抽出し、
抽出した前記蛍光Ｘ線スペクトルを面積分して得られる面積分強度を算出し、
同定した元素に対応しており、面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を特定する
ことを特徴とする粒子径測定方法。
【請求項７】
試料表面の粒子の蛍光Ｘ線スペクトルを測定する測定装置が備えるコンピュータに、前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子の粒子径を算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータに、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに基づいて前記粒子に含まれる元素を同定させる元素同定ステップと、
前記粒子の蛍光Ｘ線スペクトルに含まれており、同定された元素の蛍光Ｘ線スペクトルを面積分させて面積分強度を算出させる面積分強度算出ステップと、
面積分強度及び粒子径の対応関係を示す検量線に基づいて前記面積分強度に対応する粒子径を取得させる粒子径取得ステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−７１７６２（Ｐ２０１０−７１７６２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８４６６（Ｐ２００８−２３８４６６）
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１７日（２００８．９．１７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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