DE102004061533A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sondennavigation sowie Defektprüfvorrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Sondennavigation sowie Defektprüfvorrichtung Download PDF

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Eiichi Hazaki
Hirofumi Hitachinaka Sato
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sondennavigation sowie eine Defektprüfvorrichtung angegeben, die in einem System mit einem Strahl geladener Teilchen und mit Sonden zum Auswerten elektrischer Eigenschaften arbeiten, wobei die Sondennavigation unabhängig von der Geschicklichkeit eines Anlagenbenutzers ausgeführt werden kann. Dazu werden Sonden und ein Prüfstücktisch (109), auf dem ein Prüfstück platziert ist, durch unabhängige Antriebseinrichtungen angetrieben. Ferner ist eine Antriebseinrichtung für einen großen Tisch (111) vorhanden, die die Sonden und den Prüfstücktisch integral antreibt. Außerdem wird CAD-Navigation verwendet. Dadurch wird die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer während der Sondennavigation verbessert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren von Sonden in einer Defektprüfvorrichtung, die elektrische Eigenschaft elektronischer Bauteile unter Verwendung winziger Sonden misst, sowie eine Defektprüfvorrichtung unter Verwendung eines solchen Verfahrens und einer solchen Vorrichtung.
  • Herkömmlicherweise sind verschiedene Prüfvorrichtungen bekannt, um elektrische Effekte in winzigen elektronischen Schaltkreisen zu erkennen, die in einem Halbleiterchip ausgebildet sind. Zu derartigen Prüfvorrichtungen gehören EB-(Electron Beam = Elektronenstrahl)tester und Messvorrichtungen. Ein EB-Tester ist eine Vorrichtung zum Erkennen elektrischer Punktdefekte in LSIs. Diese Erkennung wird dadurch ausgeführt, dass ein Messpunkt mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird und der folgende Effekt genutzt wird: die Menge der Sekundärelektronen, wie sie vom Messpunkt abgestrahlt werden, wenn dieser mit einer Elektronenstrahl be strahlt wird, variiert abhängig vom Spannungswert am Messpunkt. Eine Messvorrichtung ist eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Eigenschaften von LSIs. Diese Messung wird dadurch ausgeführt, dass mehrere mechanische Sonden, die entsprechend Positionen von Kontaktflecken für Eigenschaftsmessungen an LSIs angeordnet sind, mit diesen Messkontaktflecken in Kontakt gebracht werden. Bei einem derartigen EB-Tester oder einer derartigen Messvorrichtung klärt der Anlagenbediener manuell die Sondenpositionen, während er Bilder betrachtet, wie von einem optischen Mikroskop oder einem REM (Rasterelektronenmikroskop) aufgenommene Bilder von Leiterbahnen.
  • Auf Halbleiterbauteilen, wie LSIs, ausgebildete Schaltungsmuster werden immer kleiner und komplizierter. So wird es zunehmend schwierig, Sonden innerhalb kurzer Zeit an optimale Messpositionen zu bewegen. Um dieses Problem zu meistern, wurden als CAD-Navigation bezeichnete Techniken entwickelt, um die zur Sondennavigation erforderliche Zeit zu verkürzen. CAD-Navigation erfolgt dergestalt, dass das Leiterbahnlayout eines Halbleiterbauteils in Ausrichtung mit dem tatsächlichen Bild desselben, wie es vom Anlagenbediener während der Sondennavigation betrachtet wird, angezeigt wird. Z.B. ist in JP-A-H7(1995)-240446. ein Beispiel eines EB-Testers unter Verwendung einer CAD-Navigation offenbart. In JP-A-H8(1996)-54447 ist ein Beispiel offenbart, bei dem CAD-Navigation bei einer FIB(fokussierter Ionenstrahl)-Bearbeitungsanlage angewandt ist. Bei dieser Technik wird ein Sekundärelektronenbild, das durch ein zu bearbeitendes Prüfstück erzeugt wird, wenn dieses mit einem fokussierten Ionenstrahl bestrahlt wird, beobachtet. Dadurch wird eine geeignete Position für die Einstrahlung des Ionenstrahls bestimmt.
  • Die in diesen beiden Dokumenten offenbarten Techniken dienen zum Ausführen einer Defektuntersuchung an Halbleiterchips.
  • Es besteht auch Bedarf am Ausführen einer Defektuntersuchung an Leiterbahnmustern von Halbleiterwafern, bevor sie zu Chips ausgebildet werden. JP-A-2000-147070 offenbart eine Technik zum Bewegen von Sonden an Positionen für einen FIB-Bearbeitungsvorgang, um ein bearbeitetes Stück, das durch eine FIB-Bearbeitung erhalten wurde, durch die Sonden von einer vorbestimmten Position im Leiterbahnmuster auf einem Wafer wegzubewegen. Genauer gesagt, ist die FIB-Bearbeitungsanlage mit einem Sondeninformationsschirm zum Anzeigen des Bilds einer Sondenspitze versehen. Der Anlagenbenutzer spezifiziert auf dem Sondeninformationsschirm einen Zielort, an den die Sonde zu verstellen ist. Die Anlage berechnet die Differenz zwischen dem eingegebenen Zielort und der aktuellen Position der Sondenspitze, und sie bewegt die Sonde an den Zielort. So kann die Belastung des Benutzers verringert werden, wenn die Sonde automatisch an einen Zielort auf einem Wafer bewegt wird.
  • Wegen der bereits genannten zunehmenden Miniaturisierung von auf Halbleiterwafern ausgebildeten Leiterbahnmustern liegt die bei der Sondennavigation erforderliche Genauigkeit derzeit in der nm-Größenordnung. Es ist schwierig, eine Sondennavigation mit der aktuellen Technologie mit derart hoher Genauigkeit zu automatisieren, und es besteht keine andere Wahl als die Sondennavigation manuell auszuführen. Ferner nahm die Größe von bei Herstellprozessen für Halbleiterbauteilen verwendeten Wafern immer mehr zu. Dadurch wird die Belastung von Anlagenbenutzern während einer Sondennavigation weiter erhöht, da dadurch die Häufigkeit zunimmt, mit der die Vergrößerung eines Bilds zur Sondenprüfung beim Verstellen einer Sonde zu ändern ist. Bei jedem Ändern der Vergrößerung muss der Anlagenbenutzer die Sonde so verstellen, dass sie in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangt. Um die Belastung des Anlagenbenutzers zu verringern, kann eine CAD-Navigation eingeführt werden. Jedoch verfügen herkömmliche Anlagen über keine Konfiguration, die für die Einführung einer CAD-Navigation optimal wäre.
  • Beispielsweise wird bei der im oben genannten Dokument '447 offenbarten Anlage CAD-Navigation nur dazu verwendet, zu prüfen, ob Messkontaktflecke direkt unter einer Sondenkarte positioniert sind oder nicht. Dieses Dokument offenbart keine Technik zum Positionieren von Sonden an beliebigen Stellen auf einem Wafer. Ferner offenbart das oben genannte Dokument '446 keine Technik in Zusammenhang mit dem Verstellen von Sonden, da es einen EB-Tester betrifft. Auch das oben genannte Dokument '070 enthält keine Offenbarung zu CAD-Navigation.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sondennavigation sowie eine Defektprüfvorrichtung unter Verwendung eines solchen Verfahrens und einer solchen Vorrichtung zu schaffen, die mit einem geladenen Teilchenstrahl zusammenarbeiten, wobei Sonden zum Erfassen von Werten elektrischer Eigenschaften verwendet werden, die unabhängig von der Geschicklichkeit eines Benutzers leicht navigiert werden können.
  • Diese Aufgabe ist durch die Sondennavigationsvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1, das Sondennavigationsverfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 2 und die Defektprüfvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 8 gelöst.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
  • 1 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen eines Beispiels der Konfiguration einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Defektprüfvorrichtung.
  • 2A bis 2D sind Flussdiagramme zum jeweiligen Veranschaulichen aufeinanderfolgender Teile eines grundsätzlichen Ablaufs einer Sondennavigation unter Verwendung der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung.
  • 3 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen jeweils eines Beispiels eines REM-Bilds mit hoher Vergrößerung und eines CAD-Bilds mit hoher Vergrößerung, wie sie auf der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung dargestellt werden.
  • 4 ist eine der 3 entsprechende Zeichnung, jedoch mit Überlagerung der genannten Bilder.
  • 5A und 5B sind Zeichnungen zum Veranschaulichen eines Beispiels, bei dem in einem CAD-Bild mit niedriger Vergrößerung durch einen Pfeil das Gebiet gekennzeichnet ist, das einem CAD-Bild mit hoher Vergrößerung entspricht.
  • 6 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen eines Beispiels eines Defektprüfsystems, bei dem eine CAD-WS von mehreren Defektprüfvorrichtungen gemeinsam genutzt wird.
  • 7 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen einer anderen Ausführungsform der Konfiguration einer erfindungsgemäßen Defektprüfvorrichtung.
  • 8 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen eines jeweiligen Beispiels eines REM-Bilds, eines EBAC-Bilds und eines CAD-Bilds, wie sie auf der in der 7 dargestellten Defektprüfvorrichtung angezeigt werden.
  • 9A ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Defektprüfvorrichtung.
  • 9B bis 9D sind Zeichnungen zum Veranschaulichen von Einzelheiten der in der 9A dargestellten Defektprüfvorrichtung.
  • 10A und 10B sind Blockdiagramme einer Defektprüfvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der folgenden Beschreibung bezeichnet der Begriff "Sonde" eine mechanische Sonde, er wird also nicht dazu verwendet, irgendeine eine andere Sonde, wie eine Elektronenstrahlsonde, zu bezeichnen.
  • Erste Ausführungsform
  • Nun wird eine erste Ausführungsform einer Defektprüfvorrichtung mit mechanischen Sonden zur Auswertung elektrischer Eigenschaften beschrieben, die in eine Prüfstückkammer eines REM eingebaut ist. Zunächst wird die Konfiguration der Defektprüfvorrichtung anhand der 1 beschrieben, und dann wird der Betriebsablauf an Hand der 2A bis 2D veranschaulicht.
  • Eine Elektronenkanone 101 bildet ein optisches Bestrahlungssystem zum Bestrahlen eines Prüfstücks 118 mit einem Primär-Elektronenstrahl 103 und zum Scannen desselben über das Prüfstück. Daher bedeutet die Elektronenkanone 101 bei der ersten Ausführungsform ein System mit allen Bauelementen, die dazu erforderlich sind, einen Elektronenstrahl einzustrahlen. Zu derartigen Bauelementen gehören eine einen Elektronenstrahl erzeugende Elektronenquelle sowie eine Ablenkerlinse zum Verstellen des Strahls von einem Punkt zum nächsten. Eine Vakuumkammer-Trennwand 102 trennt ein sich auf Atmosphärendruck befindendes Gebiet von einem evakuierten Gebiet. Der Betrieb der Elektronenkanone 101, ein schließlich der Elektronenstrahl-Extraktionsspannung der Elektronenquelle sowie der an die Ablenkerlinse angelegten Spannung, wird durch eine Elektronenkanonensteuerung 116 gesteuert.
  • Sekundärelektronen 105, die durch das untersuchte Prüfstück 118 als Ergebnis der Einstrahlung des Primär-Elektronenstrahls 103 erzeugt werden, werden durch einen Sekundärelektronendetektor 104 erfasst. Dieser Sekundärelektronendetektor ist wie folgt aufgebaut: sein Sensorteil, der tatsächlich Elektronen erfasst, ist innerhalb der Trennwand 102 angeordnet, und sein Basisteil, mit dem eine Leitung zur Versorgungsspannungszufuhr und dergleichen verbunden sind, steht aus der Trennwand heraus. Mechanische Sonden 106 werden mit vorbestimmten Gebieten des Prüfstücks in Kontakt gebracht, wobei sie durch Befestigungen 107 gehalten werden. Sonden-Antriebseinrichtungen 108 dienen zum Verstellen der Befestigungen 107 an gewünschte Orte und zum Verstellen der mechanischen Sonden 106 gemeinsam mit den Befestigungen 107 an gewünschte Orte.
  • Ein tatsächlich auf Defekte zu untersuchendes Prüfstück 118 wird auf einem Prüfstücktisch 109 gehalten. Dieser Prüfstücktisch 109 wird wiederum durch eine Prüfstücktisch-Antreibseinrichtung 110 gehalten. Der Prüfstücktisch 109 und die Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 werden gemeinsam als DUT-Tisch bezeichnet. Der DUT-Tisch und die Sonden-Antriebseinrichtung 108 sind auf einem großen Tisch 111 ausgebildet. Der große Tisch 111 ist mit einer Antriebseinrichtung für Verstellung in den Richtungen x, y (in der Ebene) und z (vertikal) versehen. Der große Tisch 111 kann den DUT-Tisch und die Sonden-Antriebseinrichtung 108 integral antreiben. Eines der Merkmale der ersten Ausführungsform besteht darin, dass der DUT-Tisch und die Sonden-Antriebseinrichtung 108 integral auf dem großen Tisch 111 ausgebildet sind. Ein wichtiger Gesichtspunkt betreffend den Grundgedanken der Erfindung ist der Folgende: die Defektprüfvorrichtung ist so aufgebaut, dass ein Prüfstück 118 und die mechanischen Sonden 106 sowohl unabhängig als auch integral verstellt werden können.
  • Der große Tisch 111 ist seinerseits auf einem Sockel 112 angeordnet. Da der große Tisch 111 mit der genannten Antriebseinrichtung für Verstellung in der z-Richtung (vertikal) versehen ist, ergibt sich der folgende Vorteil: der große Tisch 111 wird in der Richtung z nach unten verstellt, bevor er in der Richtung x oder y verstellt wird. Dadurch kann eine Wechselwirkung zwischen dem Prüfstück 118, den mechanischen Sonden 106, den Befestigungen 107 und der Spitze der Elektronenkanone 101 vermieden werden. Wenn die erste Ausführungsform tatsächlich zum Ausführen von REM-Beobachtungen verwendet wird, ergibt sich der folgende Vorteil: der große Tisch 111 wird in der Richtung z nach oben verstellt, wodurch der Arbeitsabstand zwischen der Spitze der Elektronenkanone 101 und dem Prüfstück 118 verringert werden kann. Im Ergebnis kann die räumliche Auflösung des REM verbessert werden. Bei der ersten Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung für die Bewegung der Richtung z in dem großen Tisch 111 eingebaut. Statt dessen kann sie in die Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 und die Antriebseinrichtung 108 oder die Gesamtheit aus dem großen Tisch 111, der Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 und der Sonden-Antriebseinrichtung 108 eingebaut sein. In diesen Fällen wird derselbe Effekt erzielt.
  • In den großen Tisch 111 und/oder die Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 und/oder die Sonden-Antriebseinrichtung 108 kann ein Verstellungs-Messelement (nicht dargestellt) eingebaut sein. Als solches kann z.B. eine Linearskala oder ein Codierer verwendet werden. Dadurch kann die Verstellgenauigkeit von Sonden, des Prüfstücks und von Tischen verbessert und quantisiert werden. Da die Verstellung durch die Verstellungs-Messelemente genauer gemessen werden kann, kann eine CAD-Navigation genauer ausgeführt werden.
  • Der Prüfstücktisch 109 und die Befestigungen 107 sind mit einem Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften verbunden. Die Sonden 106 und die Befestigungen 107 werden mit einem Prüfstück 118 in Kontakt gebracht, und sie erfassen elektrische Signale; daher werden sie in Bezug auf andere Elemente als die des Messinstruments 113 für elektrische Eigenschaften elektrisch potenzialfrei gemacht. Das Messinstrument für elektrische Eigenschaften misst hauptsächlich die Strom/Spannungs-Charakteristik eines durch die mechanischen Sonden 106 abgetasteten Prüfstücks 118, und es berechnet daraus gewünschte Eigenschaftswerte. Zu derartigen Eigenschaftswerten gehören z.B. der Widerstand, die Stromstärke sowie die Spannung an durch die mechanischen Sonden 106 abgetasteten Punkten. Wenn z.B. ein Halbleiterwafer analysiert wird, wird ein Halbleiterparameter-Analysator als Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften verwendet. Der Grund, weswegen das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften und der Prüfstücktisch 109 miteinander verbunden sind, ist der Folgende: es existieren Fälle, in denen die Prüfstück-Platzierungsfläche des Prüfstücktischs 109 mit einem Zuführstecker zum Zuführen von Strom oder Spannung zu Prüfstücken versehen ist.
  • Die Eigenschaftswerte, wie sie als Ergebnis der Messung durch das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften erhalten werden, werden über eine Übertragungsleitung an einen Steuerungscomputer 114 übertragen. Der Steuerungscomputer 114 führt auf Grundlage der übertragenen Information eine oder mehrere ausgeklügelte Analysen aus. Z.B. analysiert der Steuerungscomputer Messwerte und er ermittelt, ob der Messpunkt fehlerhaft oder normal ist. Der Steuerungscomputer 114 ist mit einer Speichereinrichtung 115, wie einer optischen Platte, einer Festplatte oder einem Arbeitsspeicher, versehen, und er kann die gemessenen elektrischen Eigenschaften speichern. Der Steuerungscomputer 114 spielt auch eine Rolle beim Kontrollieren des Betriebs der gesamten Defektprüfvorrichtung. Z.B. werden die Betriebsabläufe der Elektronenkanonensteuerung 116, des Sekundärelektronendetektors 104, der Sonden-Antriebseinrichtung 108, des DUT-Tischs und des großen Tischs 111 durch den Steuerungscomputer 114 gesteuert. Zu diesem Zweck ist der Steuerungscomputer 114 mit der Speichereinrichtung 115 zum Speichern von Software zum Steuern angeschlossener Komponenten sowie einer Eingabeeinrichtung versehen, mit der der Anlagenbenutzer Einstellparameter eingeben kann. Zu Beispielen einer Eingabeeinrichtung gehören eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Bedienschirmen und REM-Bildern, eine Tastatur und eine Maus zum Verstellen eines Zeigers auf einem Bedienschirm. Der Anlagenbenutzer verwendet eine geeignete Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Positionsinformation und Vergrößerungsinformation für das Ziel der Sondenverstellung sowie für Information hinsichtlich des Kontrasts und der Helligkeit von Bildern.
  • Daten (nachfolgend als CAD-Bilddaten bezeichnet) zum Leiterbahnlayout eines zu untersuchenden Prüfstücks werden in einer CAD-WS (WorkStation) 117 abgespeichert. Die WS 117 ist mit einer Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Verdrahtungslayouts versehen. Die CAD-WS 117 ist mit dem Steuerungscomputer 114 verbunden, und sie überträgt nach Bedarf CAD-Bilddaten an diesen.
  • Bei der ersten Ausführungsform sind der Steuerungscomputer 114 und die CAD-WS 117 als getrennte Computer ausgebildet. Statt dessen können sie integriert sein, so dass sie einen einzelnen Computer bilden. Außerdem kann auch die Elektronenkanonensteuerung 116 integriert sein, so dass diese drei Einheiten als einzelner Computer aufgebaut sein können.
  • Als Nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf die 2A bis 2D eine Beschreibung zum Betrieb der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung. Wenn die Defektprüfvorrichtung gestartet wird, wird sie in einen Zustand gebracht, in dem sie darauf wartet, dass die Vergrößerung für das REM-Bild eingestellt wird. Dann zeigt der Anzeigeschirm am Steuerungscomputer 114 ein Mittel zum Eingeben des Einstellwerts für die Vergrößerung an (Schritt 201). Zu Beispielen für Mittel zum Eingeben von Vergrößerungseinstellwerten gehören Eingabemittel auf Grundlage von Bildsymbolen oder einer GUI. Der Anlagenbenutzer gibt die REM-Vergrößerung über die Eingabemittel ein. Er muss nicht wissen, wo sich die Sonden 106 auf dem großen Tisch 111 befinden. Daher gibt der Anlagenbenutzer im Schritt 201 im Allgemeinen die kleinste REM-Vergrößerung ein. Wenn die Sondenspitzen im relativ zentralen Gebiet des REM-Gesichtsfelds versammelt sind, ist eine kleine Vergrößerung akzeptabel. Hier bezeichnet eine kleine Vergrößerung im Allgemeinen eine solche nicht über dem 300-Fachen. Der Steuerungscomputer 114 stellt die Bedingungen für die Elektronenkanone 101 auf Grundlage der eingegebenen Werte ein, er erfasst ein REM-Bild mit der eingegebenen Vergrößerung, und er zeigt das Bild auf der Anzeigeeinrichtung an (Schritt 202).
  • Der Anlagenbenutzer prüft visuell, ob der Zielort für die Messung am Prüfstück im durch das erfasste REM-Bild umfassten Gebiet liegt (Schritt 203). Falls nicht, steuert der Anlagenbenutzer den großen Tisch 111 so an, dass er den Prüfstücktisch 109 in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld verstellt (Schritt 204). Anstatt dass der Anlagenbenutzer den großen Tisch 111 verstellt, kann er den DUT- Tisch selbst verstellen, um den Untersuchungspunkt in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld zu verstellen. Im Schritt 204 kann der über das REM-Bild angezeigte Untersuchungspunkt wie ein Punkt aussehen, was von seiner Größe abhängt. Nachdem der Anlagenbenutzer geklärt hat, dass der Untersuchungspunkt im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegt, prüft er, ob bei der Untersuchung am Prüfstück zu verwendende Sonden im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegen oder nicht (Schritt 205). Wenn die Sonden im Gesichtsfeld liegen, geht der Vorgang zu einem Schritt 207 weiter. Falls nicht, steuert der Anlagenbenutzer die Sonden-Antriebseinrichtung 108 so an, dass alle bei der Untersuchung zu verwendenden Sonden in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld verstellt werden (Schritt 206). In diesem Fall werden alle bei der Untersuchung zu verwendenden Sonden in den Schritten 205 und 206 in das REM-Gesichtsfeld verstellt. Jedoch muss in einigen Fällen nur mindestens eine der Sonden im Gesichtsfeld platziert werden. Dazu gehört der Fall, dass es bereits bekannt, dass die Spitzen aller zu verwendenden Sonden in der Nähe einer Sonde liegen, die innerhalb des REM-Gesichtsfeld erkennbar ist, z.B. der Fall, dass bereits eine Untersuchung gemäß der Erfindung an einer anderen Stelle auf dem Prüfstück ausgeführt wurde. Dies gilt auch für die folgenden Untersuchungsschritte.
  • Nachdem geklärt wurde, dass alle zu verwendenden Sonden im durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld liegen, wird in den folgenden Schritten ein Vorgang zum Anzeigen des REM-Bilds mit geänderter Vergrößerung ausgeführt. Als Erstes gibt der Anlagenbenutzer eine REM-Vergrößerung ein (Schritt 207). Als Mittel zum Eingeben einer Vergrößerung verwendet der Anlagenbenutzer unverändert die im Schritt 201 angezeigten Eingabemittel. Um einen Sondennavigationsvorgang zu starten, wird im Allgemeinen eine höhere Vergrößerung als sie im Schritt 201 eingegeben wird, im Schritt 207 in die Defekt prüfvorrichtung eingegeben. Der Steuerungscomputer 114 stellt die Elektronenkanone 101 und den Sekundärelektronendetektor 104 entsprechend der eingegebenen Vergrößerung ein, und er erfasst ein REM-Bild mit der eingegebenen Vergrößerung (Schritt 208).
  • So wird das Bild des Gebiets, das im anfänglichen REM-Bild mit kleiner Vergrößerung wie ein Punkt aussah, mit vergrößerter Form angezeigt. Daher muss der Anlagenbenutzer eine Sondennavigation am Untersuchungspunkt auf dem Prüfstück im REM-Bild mit großer Vergrößerung ausführen. Andernfalls kann, da ein REM-Bild mit großer Vergrößerung erfasst wird, der Untersuchungspunkt, der ursprünglich innerhalb des durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfelds bei niedriger Vergrößerung lag, bei Abschluss des Schritts 208 aus außerhalb des durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfelds liegen. In einigen Fällen verschwinden auch Sonden aus dem durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld. Demgemäß wird es erforderlich, den Untersuchungsort zu identifizieren und eine Sondennavigation auszuführen. Daher erfolgt nachfolgend eine Beschreibung zum Ablauf betreffend die Identifizierung des Untersuchungsorts sowie zum Ablauf einer Sondennavigation unter CAD-Verwendung.
  • Wenn ein REM-Bild mit großer Vergrößerung erfasst wird, überträgt der Steuerungscomputer 114 eine Anforderung für CAD-Bilddaten des dem angezeigten REM-Bild entsprechenden Punkts an die CAD-WS 117 (Schritt 209). Die CAD-WS 117 überträgt die angeforderten CAD-Bilddaten an den Steuerungscomputer 114 (Schritt 210). Der Steuerungscomputer 114 zeigt das CAD-Bild auf dem Anzeigeschirm an. Außerdem zeigt der Steuerungscomputer 114 auf dem Anzeigeschirm eine Aufforderung zum Eingeben eines Referenzpunkts an, der dazu dient, ein CAD-Bild und ein REM-Bild einander entsprechend auszurichten (Schritt 211). Der Anlagenbenutzer gibt einen Refe renzpunkt für Entsprechung zwischen einem CAD-Bild und einem REM-Bild über die Eingabemittel des Steuerungscomputers 114 in diesen ein. Zu möglichen Vorgehensweisen zum Eingeben eines Referenzpunkts gehört das Anklicken der Zeigeeinrichtung an einem Punkt im CAD-Bild und einem Punkt im REM-Bild. Der Steuerungscomputer 114 verknüpft das CAD-Bild und das REM-Bild auf Grundlage von Koordinateninformation (Positionsinformation) für den eingegebenen Referenzpunkt miteinander (Schritt 212). Gleichzeitig stellt der Steuerungscomputer 114 auch eine Verbindung zur zugehörigen Vergrößerungsinformation her.
  • Nachdem im Schritt 212 die Verbindung zwischen dem CAD-Bild und dem REM-Bild hergestellt wurde, wird die CAD-WS 117 in einen Zustand gebracht, in dem sie auf die Eingabe von Positionsinformation für den Untersuchungspunkt, d.h. die Messposition, im CAD-Bild wartet. Z.B. werden auf dem Schirm Bildsymbole zum Eingeben von Messpositionen eingegeben, oder es wird eine Aufforderungsmeldung angezeigt (Schritt 213). Wenn der Anlagenbenutzer Messpositionen spezifiziert, überträgt die CAD-WS 117 die Koordinateninformation für diese an den Steuerungscomputer 114 (Schritt 214). Dieser Wandel ging von der CAD-WS 117 übertragene Koordinateninformation zu den Messpositionen in Koordinateninformation für das REM-Bild (Schritt 215).
  • Der Vorgang gemäß dem Schritt 215 kann ausgeführt werden, da eine Verknüpfung für Koordinateninformation zwischen dem REM-Bild und dem CAD-Bild in den Schritten 211 und 212 erzeugt wurde. Ferner berechnet der Steuerungscomputer 114 die Verstellung des DUT-Tischs aus der Positionsinformation für die Messpositionen hinsichtlich des erhaltenen REM-Bilds sowie der aktuellen Positionsinformation zum DUT-Tisch (216). Die aktuelle Positionsinformation des DUT-Tischs kann auf Grundlage der Koordinaten der Referenzposition im REM- Bild, wie durch den Anlagenbenutzer im Schritt 212 spezifiziert, berechnet werden. Nach Abschluss der Berechnung verstellt der Steuerungscomputer 114 den DUT-Tisch um den berechneten Wert. Dadurch verstellt der Steuerungscomputer 114 die im CAD-Bild spezifizierten Punkte in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld bei großer Vergrößerung (REM-Bild, das im Schritt 208 erhalten wurde) (Schritt 217).
  • Durch Ausführen der oben genannten Schritte können beim Erhöhen der Vergrößerung des REM-Bilds Sondennavigations-Zielpositionen automatisch in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld verstellt werden, und so können die Anstrengungen verringert werden, wie sie andernfalls vom Anlagenbenutzer aufzuwenden wären.
  • In einem Schritt 218 prüft der Anlagenbenutzer visuell, ob die Messpositionen im angezeigten REM-Bild liegen. Falls nicht, steuert er den DUT-Tisch so an, dass die Messpositionen im REM-Gesichtsfeld liegen (Schritt 229). Als Ergebnis des Vorgangs im Schritt 217 müssen die Messpositionen bis in die Nähe des durch das aktuell erkennbare REM-Bild umfasste Gesichtsfeld bewegt worden sein. Daher kann selbst dann, wenn der Anlagenbenutzer selbst nach Messpositionen sucht, die Belastung desselben im Vergleich zum herkömmlichen Fall verringert werden. Wenn der Vorgang des Schritts 220 ausgeführt wird, wird das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld verändert. Daher muss auch das CAD-Bild verändert werden; jedoch wird dieses automatisch durch die Defektprüfvorrichtung aktualisiert.
  • Der Steuerungscomputer 114 enthält bereits die Verknüpfungsinformation zwischen den Koordinaten im REM-Bild und denjenigen im CAD-Bild. Daher berechnet der Steuerungscomputer 114 das Ausmaß und die Richtung der Bewegung des DUT-Tischs, der durch Bedienung durch den Anlagenbenutzer verstellt wur de. Dann fordert der Steuerungscomputer 114 die CAD-WS 117 dazu auf, CAD-Daten zu übertragen, die den Koordinaten des aktuell angezeigten REM-Bilds entsprechen. Die CAD-WS 117 wählt geeignete CAD-Daten auf Grundlage der Koordinateninformation zu solchen, wie sie vom Steuerungscomputer 114 übertragen wurden, aus, und er überträgt sie an den Steuerungscomputer 114 (Schritt 221). Der Steuerungscomputer 114 zeigt die übertragenen CAD-Daten in Form eines Bilds auf dem Anzeigeschirm an, und er schließt den Aktualisierungsvorgang für das CAD-Bild ab (Schritt 222).
  • Wie oben angegeben, ist die Defektprüfvorrichtung der ersten Ausführungsform mit einer Aktualisierungsfunktion für das angezeigte CAD-Bild entsprechend einer Änderung des durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld versehen. Durch die Defektprüfvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wird demgemäß die Belastung eines Anlagenbenutzers während einer Sondennavigation deutlich verringert.
  • Wenn die Messpositionen im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegen, prüft der Anlagenbenutzer als Nächstes, ob alle bei der Untersuchung zu verwendenden Sonden im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegen oder nicht (Schritt 219). Bei der ersten Ausführungsform wird auch der Vorgang im Schritt 219 visuell vom Anlagenbenutzer überprüft. Wenn alle Sonden im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegen, geht der Vorgang zu einem Schritt 223 weiter. Falls nicht, bedient der Anlagenbenutzer die Sonden-Antriebseinrichtung 108 in solcher Weise, dass die Spitzen aller zu verwendenden Sonden in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld gelangen (Schritt 224). Es existieren Fälle, in denen bei einer Defektuntersuchung nur eine mechanische Sonde 106 verwendet wird, jedoch sind häufig mehrere Sonden erforderlich. Nun werden einige Beispiele angegeben. Wenn die Spannung über einen Zuführstecker zugeführt wird, kann der Kontaktwiderstand an einem Messpunkt dadurch untersucht werden, dass die Sonde nur mit diesem Punkt in Kontakt gebracht wird. Um jedoch eine I/V-Charakteristik oder dergleichen zu untersuchen, sind mindestens zwei mechanische Sonden erforderlich, und um die Charakteristik eines Transistors zu untersuchen, sind mindestens drei Sonden erforderlich.
  • In der 1 sieht es so aus, als würden bei der Defektprüfvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform nur zwei mechanische Sonden 106 verwendet werden. Tatsächlich werden jedoch mehr als zwei mechanische Sonden verwendet. Um von einem REM-Bild mit kleiner Vergrößerung auf ein solches mit hoher Vergrößerung stufenweise umzuschalten, wird die folgende Prozedur verwendet: bei Abschluss der Verarbeitung im Schritt 219 wird die Vergrößerung für das REM-Bild verändert, und der Vorgang geht zum Schritt 218 zurück, um dieselbe Verarbeitung erneut auszuführen. Auch in diesem Fall wird das angezeigte CAD-Bild automatisch auf die Vergrößerung des REM-Bilds aktualisiert.
  • Wenn alle zu verwendenden Sonden im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld positioniert sind, zeigt der Anzeigeschirm des Steuerungscomputers 114 das REM-Bild und das CAD-Bild überlagert an (Schritt 223). Unter Betrachtung des angezeigten REM-Bilds und des CAD-Bilds verstellt der Anlagenbenutzer die mechanischen Sonden 106, und er bringt sie mit Untersuchungspunkten in Kontakt. Wenn alle Sonden in Kontakt gebracht sind, kann die Messung elektrischer Eigenschaften an den Messpunkten gestartet werden (Schritt 225).
  • Wie oben angegeben, werden das REM-Bild und das CAD-Bild im Schritt 223 überlagert angezeigt. Jedoch kann zwischen dem REM-Bild und dem CAD-Bild wegen einer Bearbeitungsungenauigkeit des DUT-Tischs eine Fehlausrichtung existieren. Nun wird unter Bezugnahme auf die 2D eine Vorgehensweise zum Beseitigen einer derartigen Fehlausrichtung beschrieben. Folgend auf den Schritt 222 zeigt der Steuerungscomputer 114 das REM-Bild und das CAD-Bild überlagert an. Wenn dabei eine Fehlausrichtung existiert, kann diese durch den Anlagenbenutzer korrigiert werden (Schritt 226). Die konkrete Vorgehensweise zur Korrektur einer Fehlausrichtung ist dieselbe wie die gemäß den Schritten 211 und 212 in der 2B. Jedoch ist in diesem Fall die Vergrößerung höher als in den Schritten 211 und 212; daher kann die Positions-Fehlausrichtung genauer korrigiert werden. Nachfolgend erfolgt eine genauere Beschreibung. Der Steuerungscomputer 114 zeigt auf dem Anzeigeschirm eine Aufforderung zum Eingeben eines Referenzpunkts an, um das REM-Bildund das CAD-Bild miteinander in Übereinstimmung zu bringen. Der Anlagenbenutzer gibt einen Referenzpunkt für Übereinstimmung zwischen dem REM-Bild und dem CAD-Bild durch die Eingabemittel am Steuerungscomputer 114 in diesen ein. Zu möglichen Verfahren zum Eingeben eines Referenzpunkts gehört das Anklicken der Zeigeeinrichtung an einem Punkt im REM-Bild und einem Punkt im CAD-Bild. Der Steuerungscomputer 114 korrigiert die Fehlausrichtung zwischen dem REM-Bildund dem CAD-Bild auf Grundlage von Koordinateninformation (Positionsinformation) zum Eingegebenen Referenzpunkt. Dabei kann der Steuerungscomputer 114 auch die jeweilige Verknüpfungsinformation in Zusammenhang mit der Vergrößerungsinformation aktualisieren. In der 2D liegt der Schritt 226 benachbart zum Schritt 222. Statt dessen kann der Schritt 226 benachbart zum Schritt 223 liegen.
  • Das Vorstehende ist eine Beschreibung zum grundsätzlichen Ablauf einer Sondennavigation, wie er verwendet wird, wenn eine Untersuchung unter Verwendung der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung ausgeführt wird. Um eine Messposition zu ändern, müssen die Verarbeitungsvorgänge gemäß den 2A bis 2D nicht erneut von Anfang ausgeführt werden. Der Anlagenbenutzer verstellt den DUT-Tisch, wodurch er die Messposition in das durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld bringt. Durch Ansteuern des DUT-Tischs kann alleine das Prüfstück unabhängig von den Sonden verstellt werden. Daher kann der Untersuchungspunkt verstellt werden, während die Korrelation zwischen den Spitzen der mechanischen Sonden 106 und dem Primärelektronenstrahl 103 erhalten bleiben. So ist durch das Anbringen der in der 1 dargestellten Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 das Erfordernis vermieden, die Verarbeitung gemäß den Schritten 2A bis 2D erneut von Anfang an auszuführen. Dadurch ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer dramatisch im Vergleich zu herkömmlichen Systemen verbessert, die mit geladenen Teilchenstrahlen arbeiten.
  • Gemäß dem in den 2A bis 2D dargestellten Ablauf wird die gesamte Information zu den durch die in der 1 veranschaulichte Defektprüfvorrichtung ausgeführten Schritten in der Speichereinrichtung 115 derselben als Software zur Ablaufsteuerung abgespeichert.
  • Ein Punkt (a) in der 3 veranschaulicht ein Beispiel eines REM-Bilds mit großer Vergrößerung, und ein Punkt (b) in der 3 veranschaulicht ein Beispiel des CAD-Bilds am Punkt, der dem REM-Bild gemäß dem Punkt (a) in der 3 entspricht. Die Zeichnung im Punkt (a) in der 3 zeigt die Spitzen von vier mechanischen Sonden 106, einen Halbleiterwafer 118 als Prüfstück sowie Kontaktpfropfen 301, die im auf dem Wafer ausgebildeten Leiterbahnmuster erscheinen. Das in der 3(A) dargestellte Bild entspricht dem REM-Bild, wie es auf dem Anzeigeschirm des Steuerungscomputers 114 angezeigt wird, wenn der Schritt 219 in der durch die 2C veranschaulichten Verarbeitung abgeschlossen ist. Wenn alle Sonden ursprünglich im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld bei großer Vergrößerung liegen, wird dasselbe REM-Bild auch bei Abschluss des Schritts 208 angezeigt.
  • Die 3(B) veranschaulicht des Layout des Leiterbahnmusters auf dem Wafer, das im REM-Bild nicht tatsächlich erkennbar ist. Die Zeichnung beinhaltet einen Wafer 118 und Kontaktpfropfen 302, die den Kontaktpfropfen 301 in der 3(A) entsprechen. Die mit gestrichelten Linien umrandeten Gebiete zeigen an, dass dort eine Leiterbahn 303 ausgebildet ist. Die Leiterbahn 303 ist im REM-Bild gemäß der 3(A) vollständig unsichtbar. Daher muss, wenn ein Defekt z.B. eine Unterbrechung in der Leiterbahn 303 ist, bei einer herkömmlichen Prüfanlage, die keine CAD-Bilder anzeigt, die folgende Prozedur ausgeführt werden: ein versierter Anlagenbenutzer bestimmt die Messposition, während er ein CAD-Bild entsprechend der Bewegung des durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfelds verstellt. Indessen werden bei dieser Ausführungsform das REM-Bild mit großer Vergrößerung und das CAD-Bild gemeinsam auf dem Schirm des Steuerungscomputers dargestellt, wie es in der 3(B) veranschaulicht ist. Daher ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer während der Sondennavigation dramatisch im Vergleich zu herkömmlichen Fällen verbessert.
  • Die 4 veranschaulicht die Art, gemäß der ein REM-Bild mit großer Vergrößerung und ein CAD-Bild überlagert angezeigt werden. Dieses Bild entspricht dem Bild, wie es auf dem Schirm des Steuerungscomputers angezeigt wird, wenn der Schritt 223 im in der 2C veranschaulichten Ablauf abgeschlossen ist. Durch Anzeigen des CAD-Bilds und des REM-Bilds auf überlagerte Weise wird die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer weiter verbessert, wenn dieser schließlich die Sonden in Kontakt mit dem Prüfstück gebracht hat.
  • Die 5A und 5B veranschaulichen ein Beispiel, bei dem ein CAD-Bild mit kleiner Vergrößerung und ein CAD-Bild mit großer Vergrößerung gemeinsam auf dem Schirm des Steuerungscomputers 114 angezeigt werden. Die 5A zeigt dabei ein CAD-Bild bei niedriger Vergrößerung. Es kann als CAD-Bild angesehen werden, das das Gebiet umfasst, das im Wesentlichen dem durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld bei der im Schritt 202 in der 2A eingestellten kleinsten Vergrößerung entspricht. Das in der 5B dargestellte CAD-Bild bei großer Vergrößerung kann als CAD-Bild angesehen werden, dass das Gebiet umfasst, das dem durch das REM-Bild umfasste Gesichtsfeld, wie im Schritt 208 in der 2A erfasst, entspricht. Ein CAD-Bild mit einem Vergrößerungsgrad, wie es in der 5A dargestellt ist, zeigt eine Gesamtübersicht für das Verdrahtungslayout auf einem Wafer. In der 5A sind beispielsweise eine zu messende Schaltung 502 sowie eine Peripherieschaltung 501 und zugehörige Schaltungen 503 auf dem Schirm angezeigt.
  • In einem CAD-Bild mit dem Maßstab, wie es in der 5A dargestellt ist, sieht ein CAD-Bild mit dem Maßstab, wie es in der 5B dargestellt ist, nur wie ein Punkt aus. Demgemäß wird ein Pfeil 504, der das in der 5B dargestellte Gebiet kennzeichnet, über dem CAD-Bild mit niedriger Vergrößerung (großflächiges CAD-Bild) angezeigt. So ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer verbessert, wenn er Sonden manuell verstellt. Diese Funktion wird z.B. dann verwendet, wenn der Anlagenbenutzer nach Abschluss der manuellen Sondennavigation im Schritt 225 in der 2D das REM-Bild an einen nächsten Untersuchungspunkt verstellt. Nun erfolgt eine genauere Beschreibung. Wenn die Verstellung an den nächsten Untersuchungspunkt groß ist, wird die Vergrößerung für das REM-Bild einmal abgesenkt, um ein REM-Bild mit kleiner Vergrößerung anzuzeigen, und es wird der große Tisch angetrieben. In diesem Fall wird aus der CAD-WS 117 ein großflächiges CAD-Bild, das das in der 5B dargestellte Gebiet enthält, oder die Zielposition, abgerufen, und es erfolgt eine Darstellung desselben auf dem Steuerungscomputer 114.
  • Der Pfeil 504 wird auf dem großflächigen CAD-Bild dargestellt. Daher kann der Anlagenbenutzer den großen Tisch oder den DUT-Tisch manuell verstellen, wobei er auf den durch den Pfeil gekennzeichneten Punkt zielt. Daher bringt der Anlagenbenutzer den Untersuchungspunkt in das durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld bei kleiner Vergrößerung. Solange zwischen dem REM-Bild und dem CAD-Bild die Verknüpfung gilt, kann der Pfeil 504 in Kombination mit dem REM-Bild bei kleiner Vergrößerung angezeigt werden. Für das, was durch die Bezugszahl 504 gekennzeichnet ist, besteht keine Beschränkung auf einen Pfeil, sondern es kann sich dabei z.B. auch um einen Zeiger oder ein Bildsymbol handeln, solange dadurch eine Maßnahme gebildet ist, die das Gebiet kennzeichnet, das den Untersuchungspunkt enthält. Um es zu ermöglichen, großflächige CAD-Bilder aus der CAD-WS 117 aufzurufen, muss nur auf der Anzeigeeinrichtung des Steuerungscomputers 114 ein Mittel zum Aufrufen großflächiger CAD-Bilder angezeigt werden. Zu möglichen Mitteln zum Aufrufen derartiger Bilder gehört ein Bildsymbol, das großflächige CAD-Bilder repräsentiert.
  • Zweite Ausführungsform
  • Nun erfolgt eine Beschreibung zu einer zweiten Ausführungsform, bei der es sich um ein Defektprüfsystem handelt, das so aufgebaut ist, dass eine CAD-WS gemeinsam von mehreren Defektprüfvorrichtungen oder Fehleranalysatoren genutzt wird. Die 6 veranschaulicht schematisch ein Defektprüfsystem. Bei diesem sind drei (allgemein mehrere) Defektprüfvorrichtungen 601 über Übertragungsleitungen 603 mit einer CAD-WS 602 verbunden. Die zweite Ausführungsform gilt unter der Annahme, dass der interne Aufbau der drei Defektprüfvor richtungen derselbe wie derjenige der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung ist. Jedoch kann zu diesem Zweck auch eine beliebige andere Anlage verwendet werden. Die drei Einheiten können als kombiniertes Defektanalysiersystem aufgebaut sein, das über eine Defektprüfvorrichtung und einen Fehleranalysator verfügt. Z.B. ist die folgende Kombination möglich: eine der drei Einheiten ist eine Defektprüfvorrichtung, wie sie in der 1 dargestellt ist, und die anderen beiden Einheiten sind ein FIB(Focus Ion Beam)-System und ein Transmissionselektronenmikroskop. Im Fall des kombinierten Defektprüfsystems gemäß der zweiten Ausführungsform sind die drei Einheiten unabhängige Vakuumsysteme. Mit den drei Einheiten sind jeweilige Vakuumvorrichtungen verbunden, die über evakuierte Transportsysteme (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind. In diesem Fall können Prüfstücke zwischen den Vorrichtungen transportiert werden, ohne dass sie der Atmosphärenluft ausgesetzt werden. Dadurch wird der Effekt erzeugt, dass der Einfluss durch eine Verunreinigung von Prüfstücken an Luft verringert wird.
  • Die CAD-WS 602 ist eine Vorrichtung, die sämtliche Leiterbahnlayouts speichert, wie sie an zu prüfenden Prüfstücken ausgebildet sind, und sie ist sehr teuer. Daher wird eine CAD-WS 602 gemeinsam genutzt, wie es in der 6 veranschaulicht ist, so dass die Kosten beim Aufbauen des Systems gesenkt werden können. Ferner kann die Skala des Systems dadurch vergrößert werden, dass Defektprüfvorrichtungen jeweils einzeln hinzugefügt werden. Daher bildet dies einen Aufbau, der hoch effektiv ist, wenn es darum geht, die Skalierbarkeit eines Defektprüfsystems zu gewährleisten.
  • Dritte Ausführungsform
  • Nun erfolgt eine Beschreibung zu einer dritten Ausführungs form. Bei dieser handelt es sich um eine Defektprüfvorrichtung, bei der mechanische Sonden zur Auswertung elektrischer Eigenschaften innerhalb der Prüfstückkammer eines REM installiert sind. Die 7 veranschaulicht ein Beispiel zur Konfiguration einer Defektprüfvorrichtung, bei der das Sondennavigationsverfahren gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform ausgeführt wird. Diese Konfiguration ist im Wesentlichen dieselbe wie diejenige der in der 1 dargestellten Defektprüfvorrichtung der ersten Ausführungsform. Daher erfolgt eine Beschreibung nur zum Unterschied zwischen ihnen.
  • Der Unterschied zwischen der Defektprüfvorrichtung gemäß der 1 und derjenigen gemäß der 7 ist das Vorliegen einer Isolierplatte 701. Die Isolierplatte 701 ist so montiert, dass sie zwischen dem Prüfstücktisch 109 und der Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 eingebettet ist. So sind die Prüfstück elektrisch gegen die Vakuumkammer-Trennwand 102, die Prüfstücktisch-Antriebseinrichtung 110 und dergleichen isoliert.
  • Dieser Aufbau ermöglicht die Ausführung eines EBAC(Electron Beam Absorption Current)-Verfahrens zum Untersuchen feiner Leiterbahnen, die auf einem Prüfstück 118 ausgebildet sind, auf fehlerhafte elektrische Leitfähigkeit.
  • Der Prüfstücktisch 109 und die Befestigungen 107 sind mit dem Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften verbunden. Das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften misst hauptsächlich den Absorptionsstrom am Prüfstück 118, wie er durch die Sonden 106 gemessen wird.
  • Zur Analyse fehlerhafter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb der Leiterbahn von Halbleiterbauteilen wird z.B. ein Stromdetektor hoher Empfindlichkeit als Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften verwendet. Der Grund dafür, dass das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften und der Prüfstücktisch 119 miteinander verbunden werden, besteht darin, dass Fälle existieren, gemäß denen die Prüfstück-Platzierungsfläche des Prüfstücktischs 109 mit einem Zuführstecker versehen ist, um Prüfstücken 118 Strom oder Spannung zuzuführen.
  • Der Wert des durch das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften gemessenen Absorptionsstroms wird über eine Übertragungsleitung an den Steuerungscomputer 114 übertragen. Der Steuerungscomputer 114 verwendet diesen Wert als Luminanzsignal, und er zeigt auf seinem Monitorschirm ein Bild synchron mit dem Scanzyklus des Primärelektronenstrahls 103 des REM an. Daher kann der Steuerungscomputer 114 EBAC-Bilder anzeigen, die im durch das REM-Bild umfassten Gesichtsfeld liegen.
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung zur Erfassung von EBAC-Bildern durch den Aufbau gemäß der dritten Ausführungsform und ein Verfahren zum Abschätzen des Orts einer Unterbrechung. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die 7 und 8.
  • Als Beispiel ist angenommen, dass in einem Prüfstück 118 eine feine Leiterbahn vorhanden ist und mehrere mit dieser verbundene Metall-Kontaktpfropfen an der Oberfläche des Prüfstücks 118 freiliegen. Wenn dieses mit einem normalen REM betrachtet wird, wird das in der 8(a) dargestellte REM-Bild erhalten. Dabei wird das in der 8(c) dargestellte CAD-Bild erhalten, das dem in der 8(a) dargestellten REM-Bild entspricht. Dazu wird das Verfahren verwendet, das detailliert in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Auf Grundlage dieser CAD-Bildinformation wird die Sonde 106 mit einem beliebigen Kon taktpfropfen in Kontakt gebracht. In diesem Zustand wird der von der Elektronenkanone 101 emittierte Primärelektronenstrahl 103 von Punkt zu Punkt auf die Oberfläche des Prüfstücks 118 gebracht. Im Allgemeinen wird die Intensität der dabei emittierten Sekundärelektronen 105 als Luminanzsignal verwendet, und auf dem Schirm wird eine Anzeige synchron mit dem Scanzyklus des Primärelektronenstrahls 103 erzeugt. Es wird das in der 8(a) dargestellte REM-Bild angezeigt. Bei der dritten Ausführungsform wird der Wert des Absorptionsstroms, wie er durch die Sonde 106 am Prüfstück 118 gemessen wird, anstelle der Intensität von Sekundärelektronen als Luminanzsignal verwendet. Dadurch wird das in der 8(b) dargestellte EBAC-Bild erhalten. Wenn in der internen Leiterbahn 803, die die Kontaktpfropfen 801 und 802 miteinander verbindet, dabei eine Unterbrechung 104 existiert, wird durch die Sonde 106 kein an solchen Kontaktpfropfen 801 absorbierter Absorptionsstrom erfasst. Daher werden derartige Kontaktpfropfen 801 im EBAC-Bild nicht angezeigt. Im Bild gemäß der 8(b) sind die Kontaktpfropfen 801 jeweils durch einen Kreis mit weißen Strichlinien angezeigt, um ihre Positionen zu kennzeichnen. Tatsächlich wird im EBAC-Bild jedoch nichts erkannt. Der am Pfropfen 802 absorbierte Absorptionsstrom wird durch die Sonde 106 erfasst, so dass dort im EBAC-Bild eine helle Anzeige erfolgt. Die interne Leiterbahn 803 ist im in der 8(a) dargestellten REM-Bild überhaupt nicht erkennbar. Daher muss bei der herkömmlichen Prüfanlage ohne Anzeige von CAD-Bildern, wenn z.B. ein Defekt eine Unterbrechung 804 in der internen Leiterbahn 803 ist, die folgende Prozedur ausgeführt werden: ein versierter Anlagenbenutzer ermittelt die Sondennavigationsposition unter Verstellung des CAD-Bilds entsprechend der Bewegung der Gesichtsfelder, die durch das REM-Bild und das EBAC-Bild umfasst sind, und er schätzt den Ort der Unterbrechung ab. Indessen werden bei dieser Ausführungsform das REM-Bild, das EBAC-Bild und das CAD-Bild gemeinsam auf dem Schirm des Steuerungscomputers angezeigt, wie es in der 8(c) dargestellt ist. Daher ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer während des Messvorgangs dramatisch im Vergleich zu herkömmlichen Fällen verbessert.
  • Die Defektprüfvorrichtung gemäß dieser dritten Ausführungsform ist mit einer Aktualisierungsfunktion für das angezeigte CAD-Bild entsprechend einer Änderung der Gesichtsfelder, die durch das REM-Bild und das EBAC-Bild umfasst werden, versehen. Diese Aktualisierung erfolgt dasselbe Verfahren, wie es detailliert in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Daher wird durch die Defektprüfvorrichtung gemäß dieser dritten Ausführungsform die Belastung eines Anlagenbenutzers während einer Sondennavigation wesentlich verringert.
  • Häufig ist der Wert des durch die Sonden 106 oder den Prüfstücktisch 109 bei der dritten Ausführungsform gemessenen Absorptionsstroms sehr klein. Aus diesem Grund können die erfassten Signale durch Störsignale beeinflusst und beeinträchtigt werden. In diesem Fall kann die folgende Prozedur ausgeführt werden, anstatt dass der Prüfstücktisch 109 und die Befestigungen 107 direkt mit dem Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften verbunden würden: in der Leitung zwischen dem Prüfstücktisch 109 und den Befestigungen 107 sowie dem Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften wird so dicht wie möglich am Prüfstück 106 ein Vorverstärker (nicht dargestellt) platziert. Dann wird der durch die Sonden 106 oder den Prüfstücktisch 109 erfasste Mikrostrom zu einem Spannungssignal verstärkt, das dann das Messinstrument 113 für elektrische Eigenschaften übertragen wird. So kann der Einfluss von Störsignalen auf den Mikrostrom verringert werden.
  • Bei der dritten Ausführungsform existieren Fälle, gemäß de nen bei einer Defektprüfung nur eine Sonde 106 verwendet wird. Es existieren jedoch auch Fälle, bei denen, wie bei der ersten Ausführungsform, mehrere Sonden erforderlich sind. Wenn z.B. mehrere Leiterbahnteile auf Unterbrechungen oder ähnliches zu prüfen sind, können diese Leiterbahnteile durch Abtasten mehrerer Kontaktpfropfen gleichzeitig untersucht werden.
  • In der 7 sieht es so aus, als würden bei der Defektprüfvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform nur zwei mechanische Sonden 106 verwendet werden. Tatsächlich werden jedoch manchmal mehr als zwei Sonden verwendet.
  • Bei der dritten Ausführungsform können, wie bei der ersten Ausführungsform, das REM-Bild sowie das CAD-Bild oder das EBAC-Bild und das CAD-Bild überlagert angezeigt werden (nicht dargestellt). Daher ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer weiter verbessert, wenn er schließlich Sonden manuell in Kontakt mit einem Prüfstück bringt und den Ort einer Unterbrechung abschätzt.
  • Bei der dritten Ausführungsform kann, wie bei der ersten Ausführungsform, über dem CAD-Bild bei kleiner Vergrößerung ein ein Gebiet kennzeichnender Pfeil angezeigt werden (nicht dargestellt). Daher kann die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer verbessert werden, wenn er Sonden manuell verstellt.
  • Bei der dritten Ausführungsform können REM-Bilder und EBAC-Bilder erhalten werden. Diese Bilder können auf der Bildanzeigeeinrichtung des Steuerungscomputers 114 angezeigt werden. Dabei kann der Bedienungsschirm der Bildanzeigeeinrichtung am Steuerungscomputer 114 das REM-Bild und/oder das EBAC-Bild und/oder das CAD-Bild anzeigen. Wenn der Bedienungsschirm mit Bildsymbolen zum Wechseln zwischen Schirmen versehen ist, können verschiedene Anzeigetypen realisiert werden. Z.B. können beliebige Bilder selektiv angezeigt werden, es können alle angezeigt werden, oder sie können überlagert angezeigt werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • Nun wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 9A bis 9D sowie 10A und 10B beschrieben. Die 9A veranschaulicht die Konfiguration einer Defektprüfvorrichtung 901 gemäß der vierten Ausführungsform. Diese verfügt über Folgendes: eine Tischvorrichtung mit einem Prüfstückhalter 902, der ein Prüfstück in einer Prüfstückkammer 907 hält, und einem Prüfstückhalter-Ständer 917, der den Halter hält; und einen Sondentisch 906 mit einer Sondeneinheit 933. Am Prüfstückhalter 902 ist ein Prüfstück befestigt. Da das Prüfstück dünn ist, ist es jedoch in der 9A der Zweckdienlichkeit halber nicht dargestellt. Zur Untersuchung an Prüfstücken ist eine elektrooptische Vorrichtung 904 (die als Vorrichtung mit geladenen Teilchen angesehen werden kann), wie ein REM (Rasterelektronenmikroskop) oder eine FIB(Focused Ion Beam)-Vorrichtung, mit Ionenpumpe 944, vorhanden. Die elektrooptische Vorrichtung 904 ist am Mantel der Prüfstückkammer 907 so installiert, dass sie dem Prüfstückhalter 902 gegenübersteht. In der Nähe der elektrooptischen Vorrichtung 904 sind Bilderfassungsvorrichtungen 910 für eine Sondengrobannäherung vorhanden. Von der elektrooptischen Vorrichtung 904 wird ein Strahl geladener Teilchen (Elektronen oder Ionenstrahl) zum Prüfstückhalter 902 gestrahlt, um die Oberfläche eines Prüfstücks und die Bewegung von Sonden 903 zu beobachten.
  • Eine der Bilderfassungsvorrichtungen 910 für eine Sondengrobannäherung ist an der Oberseite des Mantels der Prüfstückkammer 907 in der Nähe der elektrooptischen Vorrichtung 904 vorhanden. Jede der Bilderfassungsvorrichtungen 910 verfügt über ein optisches Mikroskop für eine Sondengrobannäherung und eine CCD-Kamera zum Erfassen von Bildern. Die Bilderfassungsvorrichtungen 910 können den Weg der Sonden 903 beobachten, die grob an ein Prüfstück angenähert werden, und sie können entsprechende Bildinformation erfassen. Von den Bilderfassungsvorrichtungen 910 für eine Sondengrobannäherung ist eine, nämlich 910A, vertikal installiert, während die andere, nämlich 910B, horizontal installiert, so dass beide kreuzweise angeordnet sind. Diese kreuzweise Anordnung ermöglicht es, die Sonden 903 nicht nur von oben sondern auch von der Seite zu betrachten, so dass der Grobannäherungszustand zuverlässig erfasst werden kann. Dabei sind die Bilderfassungsvorrichtung 910 so aufgebaut, dass die Vergrößerung eines von der Seite erfassten Bilds größer als diejenige für ein von oben erfasstes Bild ist. Dies, da bei einer Messung als Erstes eine Grobannäherung durch die oben liegende Bilderfassungsvorrichtung 910A für eine Sondengrobannäherung ausgeführt wird. Dadurch werden die Sonden 903 horizontal näher aneinander gebracht. Dabei müssen mehrere Sonden 903 in einem Grobannäherungsbild erfasst werden. Bei einer Grobannäherung mit Hilfe der seitlich positionierten Bilderfassungsvorrichtung werden die Sonden 903 nach unten verstellt und näher an das Prüfstück gebracht, während das Bild für eine Sondengrobannäherung von der Seite betrachtet wird. Danach werden die Sonden 903 mit dem Prüfstück in Kontakt gebracht, während der Fokussierzustand an den Spitzen der Sonde 903 und des Prüfstücks unter Verwendung der elektrooptischen Vorrichtung 904 geprüft wird. Wenn der Abstand zwischen den Sonden 903 und dem Prüfstück bei der seitlichen Grobannäherung klein ist, kann die Zeit verkürzt werden, die dazu erforderlich ist, die Sonden 903 unter Verwendung der elektrooptischen Vorrichtung 904 nahe an das Prüfstück zu bringen. Aus diesem Grund ist die Vergrößerung für das von der Seite erfasste Bild für eine Sondengrobannäherung höher gemacht als diejenige für das von oben erfasste Bild für eine Sondengrobannäherung.
  • Die Tischvorrichtung verfügt über Folgendes: den Prüfstückhalter 902 zum Halten eines Prüfstücks; einen Prüfstücktisch 950, auf dem der Prüfstückhalter 902 platziert ist; einen großen Tisch 949, auf dem der Prüfstücktisch 950 platziert ist; und einen Sockel 948, auf dem der große Tisch 949 verstellt wird. Die Tischvorrichtung ist an der Seitenfläche der Prüfstückkammer 907 über einer Frontplatte 971 installiert. Die Frontplatte 971 ist über eine Führungskopplungsplatte 971A und eine Führung 971B unter Verwendung von Rollen an der Prüfstückkammer 907 installiert, wie es in der 10A dargestellt ist. Die obere Zeichnung in der 10A ist eine Draufsicht, und die untere Zeichnung ist eine Seitenansicht. Wie es in der 10B dargestellt ist, wird die Tischvorrichtung entlang der Führung 971B herausgezogen, wenn sie gewartet wird oder die Sondeneinheit ausgetauscht wird. Die im unteren Teil der in der 9A dargestellten Prüfstückkammer 907 installierten Führungsblöcke 948A werden dazu verwendet, die Tischvorrichtung in vertikaler Richtung zur elektrooptischen Vorrichtung 904 zu positionieren. Ferner führen die Führungsblöcke 948A die Tischvorrichtung, wenn diese aus der Prüfstückkammer 907 herausgezogen wird. Mit den Oberseiten der Führungsblöcken 948a ist ein Gleitelement 948b verbunden, das zwischen dem jeweiligen Führungsblock und der Unterseite des Sockels 948 leicht verschiebbar ist.
  • Der Sondentisch 906 weist Folgendes auf: die Sondeneinheit 933 mit Sondenhalter 931 zum Halten der Sonden 903; eine Sondeneinheitsbasis 934, die die Sondeneinheit 933 hält; und ein Sondeneinheitsgestell 935, das die Sondeneinheitsbasis 934 mit dem großen Tisch 949 verbindet.
  • Die Sondeneinheit 933 verfügt über einen x-, einen y- und einen z-Tisch (nicht dargestellt), und sie kann die Sonden 903 dreidimensional verstellen.
  • Die Basis 948 ist durch ein Befestigungselement 947 an der Frontplatte 971 befestigt. Die Prüfstückkammer 907 ist mit einer Prüfstück-Austauschkammer 908 und einer Sonden-Austauschkammer 909 versehen.
  • Die Frontplatte 971 ist mit Durchführungen zum Übertragen der folgenden Signale von der Außenseite der Prüfstückkammer 907 versehen: Signale zum Steuern des Betriebs des x-, des y- und des z-Tischs der Sondeneinheit 933 sowie Signale zum Steuern des Betriebs des x-, des y- und des z-Tischs 961, 962, 963 sowie 963a des Prüfstücktischs 950.
  • Das Innere der Prüfstück-Austauschkammer 908 sowie das Innere der Prüfstückkammer 907 sind über ein Schleusenventil 921 miteinander verbunden. Das Innere der Prüfstück-Austauschkammer 908 ist mit einer Trockenpumpe (DP = Dry Pump) 952 verbunden und evakuiert. So wird die Prüfstückkammer 907 im Vakuum gehalten, und durch eine Transporteinrichtung 929 kann der Prüfstückhalter 902 mit einem auf ihm gehaltenen Prüfstück ausgetauscht werden. Die 9A ist der Zweckdienlichkeit der Darstellung halber so dargestellt, als wäre die Prüfstück-Austauschkammer 908 mit der rechten Seitenfläche der Prüfstückkammer 907 verbunden. Tatsächlich ist die Prüfstück-Austauschkammer 908 an der Seitenfläche der Prüfstückkammer 907 vorhanden, die auf dieser Seite der 9A positioniert ist. Dies dient dazu, dass Prüfstücke leicht auf der Tischvorrichtung platziert werden können, die sich unter der elektrooptischen Vorrichtung 904 befindet, wie es in der 10A dargestellt ist.
  • Die Sonden-Austauschkammer 909 ist an der Oberseite des Mantels der Prüfstückkammer 907 zusätzlich zur elektrooptischen Vorrichtung 904 und der Bilderfassungsvorrichtung 910A für eine Sondengrobannäherung vorhanden. Die Sonden-Austauschkammer 909 ist in der Nähe der Bilderfassungsvorrichtung 910A für eine Sondengrobannäherung vorhanden. Das Innere der Sonden-Austauschkammer 909 sowie das Innere der Prüfstückkammer 907 sind über ein Schleusenventil 923 miteinander verbunden. Die Sonden-Austauschkammer 909 ist mit einer TMP (Turbomolekularpumpe) 951 und der mit dieser verbundenen DP 952 verbunden, und sie ist evakuiert. Während die Prüfstückkammer 907 auf hohem Vakuum gehalten wird, wird die Sondeneinheit 931 durch eine Austauscheinrichtung 955 ausgetauscht.
  • Die Prüfstückkammer 907 ist über ein Schleusenventil 953 mit einer TMP 911 verbunden, die ihrerseits mit einer DP 912 verbunden ist. Der Mantel der Prüfstückkammer 907 ist auf einem Rahmen 925 gehalten, der durch eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gekennzeichnet ist.
  • Es sind eine Steuerung 913 und eine weitere Steuerung 913A vorhanden. Die Steuerung 913 verfügt über eine Sondeneinheit-Steuereinheit und eine Tisch-Steuereinheit, und die andere Steuerung 913A steuert den Hochvakuumprozess durch die TMP 911 und die DP 912. Die andere Steuerung 913A steuert auch die TMP 951 und die DP 952.
  • Die Defektprüfvorrichtung 901 verfügt ferner über eine Anzeigevorrichtung 914 mit einer Bildanzeigeanheit 915 und einer Bildanzeige-Steuereinheit 916. Betriebssignale für die Sonden 903 und die Tischvorrichtung, die von der Bildanzeige-Steuereinheit 916 her kommen, werden an die Sondeneinheit-Steuereinheit und die Tisch-Steuereinheit übertragen. Die Sondeneinheit 933, die Tischvorrichtung und der große Tisch 949 werden dadurch gesteuert.
  • Die Defektprüfvorrichtung 901 verfügt ferner über eine CAD-WS 981 mit einer Bildanzeigeeinheit 982 und einer Bildanzeige-Steuereinheit 983. Die CAD-WS 981 ist mit der Anzeigevorrichtung 914 verbunden, und sie liefert nach Bedarf CAD-Bilddaten an diese.
  • Bevor eine Sonde ausgetauscht wird, werden der y-Tisch und der x-Tisch der Sondeneinheit 933 in eine vorbestimmte Position (z.B. das hintere Ende) verstellt, und der z-Tisch wird an eine vorbestimmte Position (z.B. das obere Ende) verstellt.
  • Der Prüfstücktisch 950 wird so verstellt, dass auf der Bildanzeigeeinheit 915 das Folgende angezeigt wird, um Bildinformation von der elektrooptischen Vorrichtung 904 anzuzeigen, nämlich ein Messbereich am Prüfstück, d.h. ein Bereich, mit dem die Sonden 903 in Kontakt zu bringen sind. Während die Sonden 903 und das Prüfstück betrachtet werden, werden der x-, der y- und der z-Tisch der Sondeneinheit 933 so betrieben, dass die Sonden 903 mit dem zu überprüfenden Bereich des Prüfstücks in Kontakt gebracht werden.
  • Bei der Erfindung besteht keine spezielle Einschränkung für die Antriebsvorrichtungen der Sonden 903 und der Tischvorrichtung. Jedoch wird bei einer Ausführungsform ein Antriebsmechanismus unter Verwendung eines Piezoelements, eines Gleichstrommotors oder eines Ultraschallmotors als Antriebsmechanismus für die Sonden verwendet. Für die Tischvorrichtung wird bei der Ausführungsform ein Schrittmotor, ein Gleichstrommotor, ein Ultraschallmotor oder dergleichen als Antriebsmechanismus verwendet.
  • Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung zum Aufbau und Betrieb von Hauptelementen der Defektprüfvorrichtung.
  • 1. Aufbau und Betrieb von Hauptelementen der Defektprüfvorrichtung
  • (1) Tischvorrichtung
  • Die 9B, 9C und 9D sind Detailansichten der Tischvorrichtung. Die Tischvorrichtung verfügt über den großen Tisch 949 und den Prüfstücktisch 950.
  • (a) Prüfstücktisch 950
  • Der Prüfstücktisch 950 verfügt über den y-Tisch 962, den x-Tisch 961 und z-Tische 963 und 963a, wobei jeder Tisch durch den Antriebsmechanismus in der Richtung y, x oder z verstellt wird. Da der Prüfstücktisch 950 mit einer Antriebseinrichtung für Verstellung in der z-Richtung (vertikal) versehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass er in der z-Richtung nach unten verstellt werden kann, bevor der große Tisch 949 und er selbst in den Richtungen x und y verstellt werden. Dadurch kann eine mechanische Wechselwirkung zwischen einem Prüfstück 902a und der Spitze der Elektronenkanone 904 vermieden werden. Wenn die vierte Ausführungsform tatsächlich zum Ausführen einer REM-Beobachtung verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass der Prüfstücktisch 950 in der z-Richtung nach oben verstellt wird, wodurch der Arbeitsabstand zwischen der Spitze der Elektronenkanone 904 und dem Prüfstück 902a verringert werden kann. Im Ergebnis kann die räumliche Auflösung des REM verbessert werden. Bei der vierten Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus für eine Verstellung in der Richtung z in den Prüfstücktisch 950 eingebaut. Statt dessen kann er in den großen Tisch 949 oder in beide eingebaut sein. In diesen Fällen wird derselbe Effekt erzielt.
  • Die Verstellung des y-Tischs 962 und des x-Tischs 961 erfolgt durch Kugelspindeln mittels Gleichstrommotoren, die in der Prüfstückkammer 907 platziert sind, wobei eine Führung durch Querrollen (nicht dargestellt) erfolgt. Wie es in der 9C dargestellt ist, erfolgt die Verstellung des z-Tischs 963 durch Ansteuern eines Gleichstrommotors 963b, der in ihm installiert ist, um dadurch eine Kugelspindel 963e durch Wellen 963c und 963d mittels Kegelrädern 963g und 963h anzutreiben. Der z-Tisch wird durch Querrollen (nicht dargestellt) zugeführt.
  • Wie es in den 9A und 9B dargestellt ist, sind der Prüfstückhalter 902 und das Prüfstück 902a an der Prüfstückhalter-Stütze 917 befestigt, die am z-Tisch 963 installiert ist. Daher wird das Prüfstück 902a in den Richtungen x, y und z in Bezug auf den Elektronenstrahl verstellt. Der z-Tisch 963 verfügt über eine Messposition, eine Prüfstück-Austauschposition und eine Sondenaustauschposition. Die Messposition ist eine Position, in der die Sonden 903 mit dem Prüfstück 902a in Kontakt gebracht werden. Die Prüfstück-Austauschposition ist eine Position unter der Messposition, und die Sondenaustauschposition ist eine Position auf noch tieferer Ebene. Unter Verwendung dieser Positionen wird ein Zusammenstoß zwischen dem Prüfstück 902a und den Sonden 903 vermieden, wenn eines dieser Teile ausgetauscht wird. Wenn diese Operationen ausgeführt werden, kann eine genaue und reproduzierbare Verstellung dadurch bewerkstelligt werden, dass am Prüfstücktisch 950 angebrachte Messelemente, wie eine Linearskala oder ein Codierer, dazu verwendet werden, den Verstellweg quantitativ zu messen.
  • Die 9B und 9C veranschaulichen Beispiele für Installationspositionen der Messelemente. Hinsichtlich des x-Tischs 961 und des y-Tischs 962 können Linearskalen so installiert werden, wie es in der 9B dargestellt ist. Die obere Zeichnung in der 9B ist eine Seitenansicht, während die untere eine Draufsicht entlang der Linie AA' ist. Die Linearskala verfügt über am x-Tisch 961 und am y-Tisch 962 installierte Spiegel 961a bzw. 962a sowie Messelemente 961b bzw. 962b. Der Verstellweg des z-Tischs 963 in der 9C kann durch Installieren eines Codierers 963f an der Welle 963c gemessen werden. Bei diesem Beispiel werden zum Messen des Verstellwegs ein Codierer, der den Rotationswinkel eines Gleichstrommotors in Bezug auf den z-Tisch 963 misst, und Linearskalen hinsichtlich des x-Tischs 961 und des y-Tischs 962 verwendet. Statt dessen können für alle diese Teile Codierer oder Linearskalen verwendet werden. Auch kann eine Kombination derselben verwendet werden.
  • Um eine REM-Beobachtung auszuführen, sollte ein am Prüfstücktisch 950 angebrachtes Prüfstück 902a über den Prüfstücktisch 950 und/oder die Prüfstückkammer 907 geerdet werden. Dies führt zum Vorteil, dass der Einfluss von elektrischen Störsignalen verhindert wird und auch ein sich aus der REM-Beobachtung ergebendes Aufladen verhindert wird. Andererseits sollte, um eine Messung elektrischer Eigenschaften eines Prüfstücks 902a auszuführen, dasselbe elektrisch gegen den Prüfstücktisch 950 und die Prüfstückkammer 907 isoliert sein. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass eine Beeinflussung durch elektrische Störsignale beim Ausführen der Messung elektrischer Eigenschaften verhindert wird. Auch sollte, um eine Beeinflussung durch Aufladen zu vermeiden, der von der Elektronenkanone der elektrooptischen Vorrichtung 904 emittierte Elektronenstrahl ausgetastet werden. Bei der Erfindung werden elektrische Eigenschaften von Prüfstücken 902a gemessen. Daher kann verhindert werden, dass Prüfstücke 902a durch elektrische Störsignale oder ein sich aus der REM-Beobachtung ergebendes Aufladen beeinflusst werden. Zur elektrischen Isolation kann z.B., wie es in der 9B dar gestellt ist, ein Isoliermaterial 918 zwischen der Prüfstückhalter-Stütze 917 und dem z-Tisch 963 platziert werden. Die Halterstütze 917, die das Prüfstück 902a hält, ist mit einem Kabel 920 verbunden. Das Kabel 920 ist durch das Befestigungselement 947 und die Frontplatte 971 zur Außenseite des Vakuums geführt und über einen Umschalter 919 zu einem Masseanschluss geführt. Bei diesem Aufbau kann der Einfluss von Störsignalen oder eines Aufladens dadurch verhindert werden, dass das Prüfstück 902a während der REM-Betrachtung durch den Umschalter 919 mit Masse verbunden wird. Eine Messung elektrischer Eigenschaften, z.B. des Werts des Absorptionsstroms eines Prüfstücks 902a, kann ohne Beeinflussung durch Störsignale vom Prüfstücktisch 950 oder der Prüfstückkammer 907 ausgeführt werden, wenn das Prüfstück 902a durch den Umschalter 919 nicht mit Masse sondern mit einer Messvorrichtung für elektrische Eigenschaften verbunden wird.
  • Ferner kann bei der vierten Ausführungsform ein Aufbau verwendet werden, bei dem in den Sondenhaltern 931 und der Prüfstückhalter-Stütze 917 eine Schutzelektrode und eine Masseelektrode vorhanden sind und durch die Sonden 903 und das Prüfstück 902a erfasste Signale zur Außenseite des Vakuums geführt werden. Dies erzeugt den Effekt einer Verbesserung der elektrischen Isolierung für die Sonden 903 und das Prüfstück 902a.
  • (b) Großer Tisch 949
  • Wie es in den 9A und 9B dargestellt ist, verfügt der große Tisch 949 über den y-Tisch 965 und den x-Tisch 964, und er wird durch Antriebsvorrichtungen (nicht dargestellt) in den Richtungen y und x verstellt. Der Prüfstücktisch 950 wird angetrieben, während er auf dem großen Tisch 949 platziert ist.
  • Wie es in der 9A dargestellt ist, sind auf dem großen Tisch 949 die den Sondentisch 906 bildende Sondeneinheit 933, die diese haltende Sondeneinheitbasis 934 und das Sondeneinheitgestellt 935 platziert. Die Sondeneinheit 933 wird in den Richtungen y, x und z verstellt. Im Ergebnis werden die an der Sondeneinheit 933 gehaltenen Sondenhalter 931 verstellt, und die an den Vorderenden der Sondenhalter gehaltenen Sonden 903 werden in diesen Richtungen y, x und z verstellt.
  • Der große Tisch 949 wird auf dem Sockel 948 verstellt, und der Prüfstücktisch 950 wird auf dem großen Tisch 949 verstellt. Die elektrooptische Vorrichtung 904, die Bilderfassungsvorrichtung 910a für eine Sondengrobannäherung und die Sonden-Austauschkammer 909 sind parallel an der Oberseite des Mantels der Prüfstückkammer 907 vorhanden. Daher können die Antriebsmechanismen das Prüfstück 902a und die Sonden 903 zur Bilderfassungsposition für eine Sondengrobannäherung, zur REM-Beobachtungsposition und zur Sondenaustauschposition verstellen. D.h., dass die Verstellmechanismen die Tischvorrichtung (den Prüfstücktisch 950 und den Sondentisch 906) zwischen den folgenden Positionen verstellen können: jede beliebige Position in vertikaler Richtung in Bezug auf die Bilderfassungsvorrichtung 10 für eine Sondengrobannäherung; jede Position in vertikaler Richtung in Bezug auf die elektrooptische Vorrichtung 904; und jede Position in der vertikalen Richtung in Bezug auf die Sonden-Austauschkammer 909.
  • Daher werden das Prüfstück 902a und die Sonden 903 zwischen den folgenden Positionen verstellt: jede beliebige Position in vertikaler Richtung in Bezug auf die Bilderfassungsvorrichtung 910 für eine Sondengrobannäherung; jede beliebige Position in vertikaler Richtung in Bezug auf die elektrooptische Vorrichtung 904; und jede beliebige Position in ver tikaler Richtung in Bezug auf die Sonden-Austauschkammer 909.
  • Eines der Merkmale der Erfindung liegt darin, dass die Verstellung auf dem Sockel 948 ausgeführt werden kann, während ein Hochvakuum erhalten bleibt. Die Verwendung eines derartigen Verstellverfahrens ermöglicht es, die Sonden 903 grob an ein Prüfstück 902 anzunähern und sie dann genau zu positionieren. Ferner ermöglicht es das Verstellverfahren, diese Vorgänge schnell und leicht auszuführen. Beim Austauschen einer Sonde 903 kann diese schnell und leicht. durch eine andere ausgetauscht werden, während das Hochvakuum erhalten bleibt.
  • Daher können die Verstellvorrichtungen das Prüfstück 902a und die Sonden 903 aus einer Position direkt unter der Bilderfassungsvorrichtung 910 für eine Sondengrobannäherung, die parallel zur elektrooptischen Vorrichtung 904 vorhanden ist, in eine Position direkt unter der letzteren verstellen.
  • (3) Rasterelektronenmikroskop (REM)
  • Dies ist ein Beispiel für die elektrooptische Vorrichtung 904. Sie wird als Beobachtungseinrichtung verwendet, um die Sonden 903 mit einer Zielposition am Prüfstück 902a zu bringen, und sie ist im oberen Teil der Prüfstückkammer 907 angeordnet. Durch Ionenpumpen 944 erfolgt ein Evakuieren.
  • (4) Prüfstückkammer 907
  • Die Prüfstückkammer 907 verfügt über einen Deckel und ein Prüfstückkammer-Gehäuse als Mantel. An einer Seitenfläche des Prüfstückkammer-Gehäuses ist der Sockel 948 an der Frontplatte 971 installiert, wobei sich dazwischen das Befestigungselement 947 befindet. Die Sondeneinheit 933 ist auf dem großen Tisch 949 in der Prüfstückkammer 907 platziert, und die Prüfstück-Austauschkammer 908 ist an der anderen Seitenfläche installiert. Auf dem Deckel sind die elektrooptische Vorrichtung 904 (oder das REM), die Bilderfassungsvorrichtung 910 für eine Sondengrobannäherung sowie die Sonden-Austauschkammer 909 installiert. Die Prüfstückkammer 907 ist an einer Ladeplatte befestigt, die auf einem schwingungsfreien Halter installiert ist, der seinerseits am Rahmen 925 installiert ist. Die Prüfstückkammer 907 wird durch die TMP 911 und die DP 912 evakuiert.
  • (5) Optisches Mikroskop für eine Sondengrobannäherung, CCD-Kamera, Bilderfassungsvorrichtung für eine Sondengrobannäherung
  • Prüfstücke 902a, deren elektrische Eigenschaften zu messen sind, sind z.B. Halbleiter. Im Allgemeinen werden die Sonden 903 mit Kontaktpfropfen in Kontakt gebracht, die mit einer Source, einem Drain, einem Gate oder einer Wanne verbunden sind. Die kleinsten Kontaktpfropfen verfügen über einen Durchmesser von einigen 10 mm, und es ist ein REM mit hoher Auflösung erforderlich, um die Sonden in Kontakt mit den Kontaktpfropfen zu bringen. Wenn jedoch ein Halbleiter-Prüfstück mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, tritt ein Problem dahingehend auf, dass das Prüfstück durch diesen beschädigt werden kann. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Bestrahlungszeit so stark wie möglich verkürzt wird. Zu diesem Zweck wird vorab auf Grundlage eines Erfassungswerts von den Bilderfassungsvorrichtungen 910 für eine Sondengrobannäherung der folgende Vorgang ausgeführt: es werden mehrere der Sonden in der horizontalen Richtung dichter zueinander gebracht, und sie werden in der vertikalen Richtung dichter an die Oberfläche des Prüfstücks gebracht. Das durch das optische Mikroskop für eine Sondengrobannäherung und die an diesem installierte CCD-Kamera erhaltene Bild wird auf dem Monitor der Bildanzeigeeinheit 915 angezeigt, und der obige Vorgang wird ausgeführt, während dieses Bild betrachtet wird.
  • Die Vergrößerung des Bilds auf dem Monitor wird auf das mehrere Dutzendfache eingestellt, so dass die Sonden 903 so weit wie möglich dichter aneinander gebracht werden und sie wie auch das Prüfstück 902a gleichzeitig auf einem Schirm angezeigt werden können.
  • Benachbart zum optischen Mikroskop ist für eine Sondengrobannäherung eine Lichtquelle angebracht. Eine Betrachtung unter dem optischen Mikroskop für eine Sondengrobannäherung mittels der CCD-Kamera sowie ein Einstrahlen von Licht von der Lichtquelle in die Prüfstückkammer werden durch ein in der 9A dargestelltes Betrachtungsfenster 939 ausgeführt.
  • (6) Prüfstück-Austauschkammer 908
  • Die Prüfstück-Austauschkammer 908 ist so vorhanden, dass ein Prüfstück 902a austauschbar ist, ohne dass Vakuum in der Prüfstückkammer 907 zu stören, und sie wird durch die DP 952 evakuiert. Die Prüfstück-Austauschkammer 908 ist durch das Schleusenventil 921 von der Prüfstückkammer 907 getrennt. Wenn ein Prüfstück 902a eingesetzt wird, wird eine Außengewindeschraube am Vorderende eines Austauschstabs, der die Transporteinrichtung 929 für das Prüfstück 902a und den Prüfstückhalter 902 bildet, in ein Innengewinde im Prüfstückhalter 902, mit dem das Prüfstück 902a verbunden ist, geschraubt. Es wird das Schleusenventil 921 geöffnet, und der Prüfstückhalter wird in die Halterstütze 917 eingesetzt, die an der Oberseite des z-Tischs 963 des Prüfstücktischs 950 installiert ist. Wenn ein Prüfstück 902a entnommen wird, wird der vorstehend beschriebene Vorgang in umgekehrter Rei henfolge ausgeführt. Dadurch wird die zum Austauschen von Prüfstücken erforderliche Zeit verkürzt.
  • (7) Sonden-Austauschkammer 909
  • Die Sonden-Austauschkammer 909 ist so vorhanden, dass Sonden 903 austauschbar sind, ohne das Vakuum der Prüfstückkammer 907 zu stören. Dies dient zum Verkürzen der zum Austauschen von Sonden benötigten Zeit. Die Sonden-Austauschkammer 909 ist durch das Schleusenventil 923 von der Prüfstückkammer 907 getrennt. Die Sonden-Austauschkammer 909 wird durch die TMP 951 und die DP 952 evakuiert. Der Grund, weswegen die TMP 951 verwendet wird, besteht darin, dass die Sonden-Austauschkammer 909 groß ist. Daher wird, wenn ein Evakuieren nur durch die DP 952 erfolgt, das Schleusenventil 923 geöffnet, während sich die Sonden-Austauschkammer 909 unter hohem Druck befindet. Im Ergebnis benötigt es mehr Zeit zum Wiederherstellen des Drucks in der Prüfstückkammer 907 auf den ursprünglichen Wert nach einem Austausch.
  • 2. Steuerungssystem
  • Die verschiedenen Teile des REM, der Sondeneinheit 933 und der Tischvorrichtung werden durch die jeweiligen Steuerschaltungen und Computer gesteuert, die in die Steuerung 913 eingebaut sind. Das REM, die Sondeneinheit 933 und die Tischvorrichtung können entweder über jeweilige Bedienkonsolen oder die GUI auf dem Monitor bedient werden.
  • Die Steuerung 913 verfügt über die Tisch-Steuerungseinheit zum Steuern der Position jedes Tischs, und die Sonden-Steuerungseinheit zum Ansteuern der Sondeneinheit 933 unabhängig von der Tischvorrichtung. Die Bild-Steuerungseinheit 916 verfügt über eine Sekundärelektronendetektor-Steuerungseinheit, eine Steuerungseinheit für ein optisches System zur Einstrahlung eines Elektronenstrahls und dergleichen. Außerdem ist eine Rechenverarbeitungseinheit mit einer Funktion des Anzeigens der Sondenhalter 931, des Prüfstücks 902a, des Zustands, in dem die Sonden 903 mit dem Prüfstück 902a in Kontakt stehen, und dergleichen in Form eines Bilds versehen. Dabei zeigt die Rechenverarbeitungseinheit Bilder in Kombination mit der Steuerungseinheit für die Anzeigevorrichtung 914 an.
  • Ferner werden durch Bedienen des Bedienschirms an der Bildanzeigeeinheit Bediensignale an die Sondeneinheit-Steuerungseinheit und die Tisch-Steuerungseinheit über die Bildanzeige-Steuerungseinheit geliefert. Dadurch werden die Sondeneinheit 933 und die Tischvorrichtung verstellt und positioniert. Außerdem können die Sondeneinheit 33 und die Tischvorrichtung unter Verwendung einer Bedienkonsole mit einem Joystick verstellt und positioniert werden.
  • (1) REM
  • Ein in der Elektronenkanone erzeugter Elektronenstrahl wird über eine Konvergenzlinse und eine Objektivlinse auf das Prüfstück 902a gestrahlt. Am Prüfstück 902a erzeugte Sekundärelektronen werden durch den Sekundärelektronendetektor erfasst. Die sich ergebenden Signale werden verschiedenen elektrischen Verarbeitungen innerhalb der Anzeigevorrichtung unterzogen, und das Bild der Prüfstückoberfläche wird auf dem Monitor der Bildanzeigeeinheit 915 der Anzeigevorrichtung 914 angezeigt.
  • (2) Sondeneinheit 933
  • Signale zum Steuern des Betriebs des x-, des y- und des z-Tischs der Sondeneinheit 933 werden so geliefert, wie es in der 9A dargestellt ist, dass Signale von der Steu erschaltung 913 im Rahmen 925 über die in der Frontplatte 971 der Tischvorrichtung installierten Durchführungen an die Sondeneinheit 933 in der Prüfstückkammer 907 geliefert werden.
  • Eingangssignale, die über die an den Sondenhaltern 931 installierten Sonden 903 an ein Prüfstück 902a geliefert werden, und Ausgangssignale, die von einem Prüfstück 902a erhalten werden, werden dadurch eingegeben/ausgegeben, dass z.B. dreischichtige, hermetische Koaxialleitungen, die an der Prüfstückkammer 907 installiert sind, zu einem Halbleiterparameter-Analysator führen.
  • (3) Tischvorrichtung
  • Signale zum Steuern des Betriebs des x-, des y- und des z-Tischs 961, 962 sowie 963 und 963a des Prüfstückstischs 950 der Tischvorrichtung werden so geliefert, dass Signale von der Steuerschaltung im Rahmen 975 über in der Frontplatte 971 installierte Durchführungen an den Prüfstücktisch 950 in der Prüfstückkammer 907 geliefert werden.
  • 3. Anzeigevorrichtung 914
  • Die Anzeigevorrichtung 914 zeigt Grobannäherungsbilder, wie sie durch die Bilderfassungsvorrichtungen 910 für eine Sondengrobannäherung erhalten werden, sowie das Bild zum Kontakt der Sonden 903 mit dem Prüfstück 902a, wie durch die elektrooptische Vorrichtung 904 erhalten, an. Nun erfolgt eine genauere Beschreibung. Die Anzeigevorrichtung 914 zeigt einen Sondenbedienungsschirm und einen Bedienungsprozedurschirm an, die Einzelheiten der Bedienungsprozedur zeigen.
  • Entsprechend der auf dem Bedienungsprozedurschirm angezeigten Bedienungsprozedur positioniert der Anlagenbenutzer das Prüfstück 902a und die Sonden 903 mit hoher Genauigkeit, während er das Grobannäherungsbild und das Sondennavigationsbild betrachtet.
  • 4. CAD-Workstation (CAD-WS) 981
  • Die Defektprüfvorrichtung 901 verfügt über die CAD-WS 981, die mit der Bildanzeigeeinheit 982 und der Bildanzeige-Steuerungseinheit 983 versehen ist. Die CAD-WS 981 ist mit der Anzeigevorrichtung 914 verbunden, und sie überträgt nach Bedarf CAD-Bilddaten an diese.
  • Mit dem obigen Aufbau kann, wie bei der Prozedur, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform detailliert beschrieben wurde, der Prüfstücktisch 950 verstellt werden, während die CAD-Information betrachtet wird. Dadurch wird ein zu messender Bereich des Prüfstücks 902a, d.h. ein Bereich, in dem die Sonden 903 mit dem Prüfstück in Kontakt zu bringen sind, auf der Bildanzeigeeinheit 915 angezeigt, um Bildinformation von der elektrooptischen Vorrichtung 904 anzuzeigen. Während das REM-Bild und das CAD-Bild der Sonden 903 und des Prüfstücks 902 betrachtet werden, wird die Sondeneinheit 933, d.h. die Sonden 903, in den Richtungen x, y und z verstellt. Dadurch werden die Sonden 903 mit dem gewünschten Bereich auf dem Prüfstück 902a in Kontakt gebracht.
  • Bei der vierten Ausführungsform kann die Verstellgenauigkeit für den Prüfstücktisch 950 verbessert und dadurch quantifiziert werden, dass Linearskalen oder Codierer in den Prüfstücktisch 950 eingebaut werden, wie es in der 9B dargestellt ist. Dadurch wird der Effekt erzielt, dass die CAD-Navigation genauer ausgeführt wird.
  • Bei diesem Aufbau kann auch eine EBAC-Messung ausgeführt werden, wie sie detailliert in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform beschrieben wurde. Wenn eine EBAC-Messung ausgeführt wird, ist häufig, wie es oben beschrieben ist, der durch die Sonden 903 oder das Prüfstück 902 gemessene Wert des Absorptionsstroms sehr klein. Aus diesem Grund können erfasste Signale durch Störsignale beeinflusst und beeinträchtigt werden. In diesem Fall kann die folgende Prozedur verwendet werden, anstatt dass das Prüfstück 902a und die Sonden 903 direkt mit der Messvorrichtung für elektrische Eigenschaften verbunden würden. Es wird nämlich ein Vorverstärker in der Leitung zwischen dem Teststück 902a und den Sonden 903 sowie der Messvorrichtung für elektrische Eigenschaften in der Nähe des Prüfstücks 902 und der Nähe der Sonden 903 installiert. Dann wird der durch die Sonde 903 und das Prüfstück 902 erfasste Mikrostrom verstärkt und anschließend an die Messvorrichtung für elektrische Eigenschaften übertragen. Die 10B veranschaulicht den Aufbau zum Verstärken von Absorptionsstromsignalen, wie sie durch die Sonden 903 erfasst werden, durch den Vorverstärker. Gemäß der 10B wird ein durch die Sonden 903 erfasstes Signal über ein Kabel 1001 an den Vorverstärker 1002 übertragen. Das hier verstärkte Signal wird durch ein Kabel 1003 durch einen hermetischen Verbinder in der Frontplatte 971 zur Außenseite des Vakuums geleitet. Das Kabel 1003 ist durch einen Weiterleitungsanschluss 104 an einem Montagesitz 1005 befestigt. Der Vorverstärker 1002 ist ebenfalls am Montagesitz 1005 installiert. Der Montagesitz 1005 ist seinerseits an der Sondeneinheitbasis 934 befestigt. Für den Ort dieser Befestigung besteht keine Einschränkung auf die Sondeneinheitsbasis 934, sondern die Befestigung kann an einem anderen Befestigungssitz erfolgen, solange dieser in der Nähe des Prüfstücks und der Sonden angebracht werden kann. Wie oben angegeben, veranschaulicht die 10B den Aufbau des Vorverstärkers zum Verstärken von Signalen von den Sonden. Um Signale von Prüfstücken zu verstärken, kann derselbe Aufbau verwendet werden. Abhängig davon, ob eine EBAC-Messung auszuführen ist oder nicht, können Signale von den Sonden oder vom Prüfstück an die Vorverstärker angelegt werden oder von diesen ferngehalten werden. Wie es in der 10B dargestellt ist, können statt dessen ein Sondentisch, an dem ein Vorverstärker angebracht ist, sowie ein Sondentisch ohne angebrachten Vorverstärker vorab bereitgestellt werden und selektiv verwendet werden. Dadurch wird der Effekt erzeugt, dass eine EBAC-Messung bei verringertem Einfluss von Störsignalen auf den Mikrostrom ausführbar ist.
  • Die vierte Ausführungsform ist mit einer Funktion des Aktualisierens des angezeigten CAD-Bilds entsprechend einer Änderung der durch das REM-Bild und das EBAC-Bild umfassten Gesichtsfelder versehen, was durch dasselbe Verfahren erfolgt, wie es für die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Daher ist durch eine Defektprüfvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform die Belastung des Anlagenbenutzers während der Sondennavigation deutlich verringert.
  • Bei der vierten Ausführungsform wird, wie bei der dritten Ausführungsform, in einigen Fällen während der Defektprüfungen nur eine Sonde 903 verwendet, während in anderen Fällen mehrere Sonden erforderlich sind. Wenn z.B. mehrere Leiterbahnstücke auf Unterbrechungen oder dergleichen untersucht werden, können diese Leiterbahnstücke durch Messvorgänge an mehreren Kontaktpfropfen gleichzeitig untersucht werden.
  • In der 9A sieht es so aus, als würde die Defektprüfvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform nur zwei Sonden 903 verwenden. Tatsächlich werden jedoch manchmal mehr als zwei Sonden verwendet.
  • Bei der vierten Ausführungsform können, wie bei der ersten und der dritten Ausführungsform, ein REM-Bild und ein CAD- Bild oder ein EBAC-Bild und ein CAD-Bild überlagert dargestellt werden (nicht dargestellt). Dadurch ist die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer weiter verbessert, wenn dieser schließlich Sonden manuell mit einem Prüfstück in Kontakt bringt und er den Ort einer Unterbrechung abschätzt.
  • Bei der vierten Ausführungsform kann, wie bei der ersten Ausführungsform, ein ein Gebiet kennzeichnender Pfeil über einem CAD-Bild mit kleiner Vergrößerung angezeigt werden (nicht dargestellt). Dadurch kann die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer verbessert werden, wenn dieser die Sonden manuell verstellt.
  • Bei der vierten Ausführungsform können REM-Bilder und EBAC-Bilder erhalten werden. Diese Bilder können auf der an der Anzeigevorrichtung 914 vorhandenen Bildanzeigeeinrichtung 915 angezeigt werden. Dabei kann der Bedienungsschirm dieser Bildanzeigeeinrichtung 915 das REM-Bild und/oder das EBAC-Bild und/oder das CAD-Bild anzeigen. Wenn der Bedienschirm mit Bildsymbolen zum Ändern der Schirme versehen ist, können verschiedene Anzeigetypen realisiert werden. Z.B. können beliebige Bilder selektiv angezeigt, insgesamt angezeigt oder überlagert angezeigt werden.
  • Bei der vierten Ausführungsform sind die Anzeigevorrichtung 914, die CAD-Workstation 981 und andere Steuerungseinheiten als getrennte Computer ausgebildet. Jedoch können sie wie bei der ersten Ausführungsform als Einzelcomputer integriert und aufgebaut sein.
  • Wie oben angegeben, wird durch das Einführen einer CAD-Navigation der Effekt erzeugt, dass die Zweckdienlichkeit für den Benutzer merklich verbessert ist, wenn dieser Sonden in Kontakt mit Messpositionen bringt.
  • In der obigen Beschreibung der Erfindung ist ein Halbleiter als Beispiel für ein Prüfstück verwendet. Um elektrische Eigenschaften örtlich zu messen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung anderer Prüfstücke als Halbleitern verwendet werden. Z.B. kann die Vorrichtung zur Messung des örtlichen Isolierwiderstands eines Magnetkopfs oder dergleichen verwendet werden.
  • Die hier vorgeschlagene Defektprüfvorrichtung auf Grundlage einer Kombination von Sonden und eines Systems mit einem Strahl geladener Teilchen verfügt über eine Konfiguration, die für die Einführung einer CAD-Navigation geeignet ist. Durch die Erfindung wird die Zweckdienlichkeit für den Benutzer merklich verbessert, wenn dieser Sonden mit Messpositionen in Kontakt bringt.
  • Durch die Erfindung wird die Zweckdienlichkeit für den Anlagenbenutzer verbessert, wenn dieser ein System mit einem Strahl geladener Teilchen und mit Sonden unter Einschluss eines CAD-Navigationsvorgangs verwendet. D.h., dass es die Erfindung ermöglicht, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sondennavigation sowie eine Defektprüfvorrichtung zu schaffen, mit denen ein Sondennavigationsvorgang auf einfache Weise unabhängig von der Geschicklichkeit eines Anlagenbenutzers ausgeführt werden kann.

Claims (16)

  1. Sondennavigationsvorrichtung, die in einem System mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitet und Folgendes aufweist: – eine oder mehrere Sonden (106); – eine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben der Sonden; – einen Prüfstücktisch (109), auf dem ein Prüfstück festgehalten wird; – eine zweite Antriebseinrichtung zum Verstellen des Prüfstücktischs; – eine dritte Antriebseinrichtung zum einstückigen Verstellen des Prüfstücktischs und der Sonden; – eine Steuerungseinrichtung (114), die die erste, zweite und dritte Antriebseinrichtung steuert; – eine Einrichtung (101) zum Einstrahlen eines Strahls (103) geladener Teilchen auf das Prüfstück; – eine Einrichtung (104) zum Erfassen eines Strahls geladener Sekundärteilchen (105), der sich aus dem eingestrahlten Strahl geladener Teilchen ergibt, um ein Bild des Prüfstücks zu erhalten; – eine Anzeigeeinrichtung (117) zum Anzeigen des Bilds; und – eine Eingabeeinrichtung zum Spezifizieren eines beliebigen Orts im Bild.
  2. Sondennavigationsverfahren, bei dem – ein Sondennavigationsverfahren gemäß dem Anspruch 1 verwendet wird; – das Bild des Prüfstücks aufgenommen wird; – die dritte Antriebseinrichtung auf Grundlage der Eingabe über die Eingabeeinrichtung so betrieben wird, dass mindestens eine der Sonden in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangt; und – die zweite Antriebseinrichtung so betrieben wird, dass die Zielsondenposition der Sonde in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebseinrichtung so betrieben wird, dass die Sonde an beliebige, durch die Eingabeeinrichtung spezifizierte Koordinaten im Bild verstellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – als System mit einem Strahl geladener Teilchen eine Vorrichtung verwendet wird, bei der die Vergrößerung des Bilds variabel ist; und – die dritte Antriebseinrichtung so betrieben wird, dass bei der kleinsten Vergrößerung mindestens eine Sonde in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Antriebseinrichtung so betrieben wird, dass bei der kleinsten Vergrößerung alle Sonden in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangen.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Prüfstück ein Halbleiterwafer ist, auf dem ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist; und – nachdem die Zielsondenposition der Sonde in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld gelangt ist, das Bild des Leiterbahnmusters gemeinsam mit dem Bild des Prüfstücks auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Prüfstück ein Halbleiterwafer ist, auf dem ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist; – das System mit einem Strahl geladener Teilchen eine Speichereinrichtung zum Speichern der Information des Leiterbahnmusters, eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Ausführen einer Bildverarbeitung zum Anzeigen des erfassten Bilds auf der Anzeigeeinrichtung und eine Übertragungseinrichtung zum Verbinden der Speichereinrichtung und der Bildverarbeitungseinrichtung aufweist; – das Leiterbahnmuster und das erfasste Bild auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden; – auf der Anzeigeeinrichtung Information angezeigt wird, die den Anlagenbenutzer dazu auffordert, im Leiterbahnmuster und im erfassten Bild denselben Punkt zu spezifizieren; und – die Koordinateninformation zur spezifizierten Position von der Speichereinrichtung an die Bildverarbeitungseinrichtung übertragen wird.
  8. Defektprüfvorrichtung, die in einem System mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitet, mit einer Sondennavigationsvorrichtung nach dem Anspruch 1 mit einer Steuerungseinrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie – die dritte Antriebseinrichtung so ansteuert, dass sie mindestens eine der Sonden auf Grundlage von durch die Eingabeeinrichtung eingegebener Positionsinformation in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld bringt; und – die zweite Antriebseinrichtung so ansteuert, dass sie die Zielsondenposition der Sonde in das durch das Bild umfasste Gesichtsfeld bringt.
  9. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstücktisch (109) mit Zuführsteckern versehen ist, um dem Prüfstück Strom oder Spannung zuzuführen.
  10. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinrichtung und die zweite Antriebseinrichtung an der dritten Antriebseinrichtung ausgebildet sind.
  11. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Speichereinrichtung vorhanden ist, die die Information eines Leiterbahnmusters speichert, wenn das Prüfstück ein Halbleiterwafer ist, auf dem ein Leiterbahnmuster ausgebildet ist; und – sowohl das erfasste Bild als auch das Leiterbahnmuster auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.
  12. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Bild und das Leiterbahnmuster auf der Anzeigeeinrichtung überlagert angezeigt werden.
  13. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung ein allgemeines Bild des Leiterbahnmusters und eine vergrößerte Ansicht anzeigt, bei der das die Zielsondenposition für die Sonde enthaltende Gebiet größer als in der allgemeinen Ansicht ist.
  14. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeiger vorhanden ist, der den Umfang der vergrößerten Ansicht gegenüber der allgemeinen Ansicht des Leiterbahnmusters anzeigt.
  15. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonden in der vergrößerten Ansicht angezeigt werden.
  16. Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch: – eine erste Bildverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Information zum Leiterbahnmuster; und – eine zweite Bildverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des erfassten Bilds.
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