JP2003217499A

JP2003217499A - 検査・測定装置

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Publication number: JP2003217499A
Application number: JP2002008568A
Authority: JP
Inventors: Hironori Fujita; 博則藤田; Tadashi Hattori; 服部　　正; Hiroki Okawachi; 浩喜大川内; Tetsuo Abe; 哲夫阿部; Yuichi Aki; 祐一安芸; Minoru Takeda; 実武田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビームを用いた検査・測定工程におい
て、検査・測定装置の小型化および検査・測定時間の短
縮化を実現する。【解決手段】電子ビーム５をチップ４（試料）に対し
て照射すると共に、該チップ（試料）からの２次電子６
を検出する電子銃ユニット７と、電子銃ユニットの電子
ビーム照射口８側に設けられた局所真空手段１０とを備
えたＳＥＭ検査ユニット２（検査・測定ユニット）を複
数有する検査・測定装置１であって、複数のチップ（試
料）を有する半導体ウェーハ３（試料集合体）に対向す
るように配設すると共に、上記各ＳＥＭ検査ユニット
（検査・測定ユニット）を各チップ（試料）に対応する
ように配置したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを用い
た検査・測定工程において、装置の小型化、ＴＡＴ（tu
rn around time）の短縮化を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームを用いた検査・測定を行う検
査・測定ユニット、たとえば、走査型電子ビーム顕微鏡
（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）は、電子ビ
ームが気体分子との衝突により散乱してしまうのを防止
するため、真空雰囲気中（高真空領域）にて検査・測定
を行う必要があり、従来、このような検査・測定ユニッ
トを用いた検査・測定装置にあっては、試料（たとえ
ば、半導体ウェーハ）の大きさに合わせた大きさの真空
領域を確保するための試料室が必要であった。

【０００３】ここで、「試料の大きさに合わせた大き
さ」とは、試料を検査・測定ユニットに対して移動させ
るものにあっては、試料がたとえば直径２００ｍｍであ
る場合、そのほぼ２倍の直径４００ｍｍのスペースを確
保しなければならない。

【０００４】また、検査工程中、検査待ち時間などによ
るＴＡＴを短縮するため、真空予備室を設けるのが一般
的であった。

【０００５】これは、大気中から高真空領域にするには
時間がかかるため、その間に中間の真空度（低真空領
域）のロードロック室（予備室）を設けることにより、
全体としてのＴＡＴの短縮化を図るためである。

【０００６】図１１は、このような従来の検査・測定装
置ａの一例を概念的に示したものである。

【０００７】検査・測定装置ａは、ＳＥＭｂと該ＳＥＭ
ｂの下端に設けた試料室ｃと該試料室ｃに隣接して配設
されたロードロック室ｄとを有する。

【０００８】そして、試料室ｃ内は、所定の高真空領域
にされ、また、ロードロック室ｄは上記試料室よりは低
真空領域にされている。

【０００９】しかして、試料ｅをロードロック室ｄ内に
挿入後、ロードロック室ｄ内を所定の真空度にし、その
後、試料ｅを試料室ｃに移送して、ＳＥＭｂによる検査
・測定を行うようになっている。図１１は試料ｅを試料
室ｃに移送した状態を示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、試料ｅの大
型化、多様化に伴い、検査・測定装置ａの大型化、検査
・測定の長時間化が問題となっている。

【００１１】すなわち、上記した検査・測定装置ａにあ
っては、試料ｅ全体を覆う真空領域（試料室ｃ）の確保
が必要であるとともに、ロードロック室ｄも試料ｅ全体
を覆う必要があり、その分、検査・測定装置ａ全体が大
型化してしまうという問題があった。

【００１２】具体的には、試料ｅが半導体ウェーハの場
合、その直径は２００ｍｍから３００ｍｍ、さらには、
４５０ｍｍと大口径化が進み、上述したロードロック室
ｄを含めた検査・測定装置ａ全体の大型化が余儀なくさ
れ、検査・測定装置ａ自体の高価格化も招来している。

【００１３】また、ＳＯＣ（Silicon on Chip）の普及
に伴い、半導体ウェーハの製造工程は多品種少量生産に
移行されつつあり、ＴＡＴの短縮化が図りにくくなって
いる。

【００１４】さらに、試料が半導体ウェーハである場合
には、半導体ウェーハ上に形成された複数のチップにお
いて所定の箇所についての検査・測定を行う必要がある
ため、「チップ数×チップ１つ当りの検査・測定箇所
数」と同数の検査・測定を行う必要があり、この点から
も、ＴＡＴの短縮化を阻害するという問題がある。

【００１５】そこで、本発明は、電子ビームを用いた検
査・測定工程において、検査・測定装置の小型化および
検査・測定時間の短縮化を実現することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明検査・測
定装置は、上記した課題を解決するために、電子ビーム
を試料に対して照射すると共に、該試料からの２次電子
を検出する電子銃ユニットと、電子銃ユニットの電子ビ
ーム照射口側に設けられた局所真空手段とを備えた検査
・測定ユニットを複数有する検査・測定装置であって、
複数の試料を有する試料集合体に対向するように配設す
ると共に、上記各検査・測定ユニットを各試料に対応す
るように配置したものである。

【００１７】したがって、本発明検査・測定装置にあっ
ては、複数の試料を同時に検査・測定することができ、
検査・測定時間の短縮、ＴＡＴの短縮化を実現し、ま
た、上述のように装置全体及び試料全体を覆う真空領域
を確保する必要がなく、かつ、ロードロック室も必要な
いので、装置全体の占有面積の省スペース化、さらにそ
の分、低価格な検査・測定装置を提供する。

【００１８】また、別の本発明検査・測定装置は、上記
した課題を解決するために、電子ビームを試料に対して
照射すると共に、該試料からの２次電子を検出する電子
銃ユニットと、電子銃ユニットの電子ビーム照射口側に
設けられた局所真空手段とを備えた検査・測定ユニット
を有する検査・測定装置であって、電子銃ユニット及び
／又は局所真空手段の内部を高真空領域に形成する真空
排気手段と、上記電子銃ユニットにより検出された２次
電子に所定の信号処理を施して画像として表示する画像
表示手段とを備え、上記真空排気手段と電子銃ユニット
及び／又は局所真空手段とをフレキシブルな配管にて接
続し、また、上記画像表示手段と電子銃ユニットとをケ
ーブルにて接続したものである。

【００１９】したがって、この別の本発明検査・測定装
置にあっては、真空排気手段及び画像表示手段を検査・
測定ユニットから離間させて電子銃ユニットの小型化を
可能とし、ハンディ装置を実現する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０は本発明を半導体
ウェーハの検査・測定装置に適用した第１の実施の形態
を示すものである。

【００２１】半導体ウェーハ検査・測定装置１は、複数
のＳＥＭ検査ユニット２、２、・・・が半導体ウェーハ
３に形成された各チップ４、４、・・・に各別に対応し
て配設されている（図１、図２参照）。なお、ここで、
各チップ４、４、・・・が請求項１に記載した「試料」
に相当し、また、半導体ウェーハ３が請求項１に記載し
た「試料集合体」に相当する。但し、被検査・測定物は
これらに限定されるものではない。

【００２２】先ず、ＳＥＭ検査ユニット２について説明
する。

【００２３】ＳＥＭ検査ユニット２は、電子ビーム５を
チップ４に照射すると共に該チップ４からの２次電子６
を拾う電子銃ユニット７と、該電子銃ユニット７の電子
ビーム照射口８側に設けられ、各チップ４の検査・測定
部位を局所的な真空領域（以下、「局所真空領域」とい
う。）９を形成する局所真空手段１０とから成る（図３
参照）。

【００２４】電子銃ユニット７は、電子ビーム５を放出
する電子銃１１と、該電子銃１１から放出された電子ビ
ーム５を加速するためのアノード１２と、電子ビーム５
を収束する収束レンズ１３と、収束レンズ１３により収
束された電子ビーム５を変調信号に応じて偏向させるス
キャニングコイル１４と、電子ビーム５をチップ４上に
焦点を結ぶように収束させる対物レンズ１５と、電子ビ
ーム５の照射によりチップ４の表面から放出される２次
電子６を検出する２次電子検出器１６と、これらを収納
するレンズ鏡筒１７などを有する（図３参照）。

【００２５】また、レンズ鏡筒１７は、真空排気手段１
８、１９、２０が接続されており、これにより、レンズ
鏡筒１７内が真空状態になるようになっている。具体的
には、電子銃１１近傍は１×１０^-7Ｐａの高真空度に、
アノード１２近傍は１×１０ ^-6Ｐａの中真空度に、収束
レンズ１３近傍は１×１０^-5Ｐａの低真空度になるよう
に構成されている。尚、図３において、真空排気手段１
８、１９、２０として、イオンポンプ（ＩＰ：Ion Pum
p）を用いたものを示す。

【００２６】このレンズ鏡筒１７全体は、電子ビーム５
が外部からの磁場の影響を受けないように、レンズ鏡筒
１７自体が鉄などで構成されるか、レンズ鏡筒１７が例
えばパーマロイあるいはフェライト材料により磁気シー
ルドが施されていることが望ましい。

【００２７】また、対物レンズ１５近傍にはＺ−センサ
２１が配設されており、該Ｚ−センサ２１により対物レ
ンズ１５の焦点距離を可変させてフォーカシングが為さ
れる。

【００２８】そして、電子銃１１から放出された電子ビ
ーム５は、アノード１２により加速された後、収束レン
ズ１３および対物レンズ１５によって細く絞られ、チッ
プ４の面上に焦点を結ぶ。同時に、電子ビーム５は、ス
キャニングコイル１４によって軌道を曲げられ、チップ
４上を二次元走査あるいは一次元走査する。一方、電子
ビーム５で照射されたチップ４からは、電子ビーム５と
チップ４の物質との相互作用の結果、２次電子６が放出
され、該２次電子６は、２次電子検出器１６によって検
知・電気信号に変換される（図３参照）。

【００２９】２次電子検出器１６によって検知・電気信
号に変換された後、信号処理部２２にてＡ／Ｄ変換など
の信号処理を受け、これにより得られた像信号は、メモ
リ部２３に記憶される。記憶された像信号は、ディスプ
レイ２４を輝度変調あるいはＹ変調するために使われ
る。ディスプレイ２４は、電子ビーム５のチップ４上走
査と同期して走査されており、ディスプレイ２４上には
試料像が形成される。二次元走査し輝度変調をかければ
試料像が表示され、一次元走査しＹ変調をかければライ
ンプロファイルが描かれる。形成された試料像やライン
プロファイルは、主として形成されたパターンの測長な
どに用いられる。

【００３０】電子銃ユニット７の電子ビーム照射口８
側、すなわち、チップ４との対向側には局所真空手段１
０が設けられている（図３参照）。

【００３１】すなわち、電子銃ユニット７の下端部に局
所真空手段１０が取着され、これにより、該局所真空手
段１０内及びこれとチップ４との間の空間の電子ビーム
５（２次電子６も含む。）が通過する部分が局所真空領
域（１×１０^-3〜１×１０^-5Ｐａ）９として形成され、
電子ビーム５が気体分子と衝突して散乱してしまうのを
防止している（図３参照）。

【００３２】また、電子銃ユニット７と局所真空手段１
０とは、伸縮結合手段２５、たとえば、じゃばら、ベロ
ーズなどを介して結合されており、これにより、局所真
空手段１０をチップ４に対してフローティング状に浮上
させながらスキャンすることができるため、チップ４表
面の微少凹凸にも追従させることができ、高精度な検査
・測定を行うことができる（図３参照）。

【００３３】また、局所真空手段１０は、真空排気手段
２６が接続されており、これにより、上記局所真空領域
９が所定の真空度（１×１０^-3〜１×１０^-5Ｐａ）にな
るようになっている。

【００３４】なお、局所真空手段１０としては、たとえ
ば、特公平６−６１４４５号や特願平２０００−０５７
３７４号により開示されたものがあり、局所的に高真空
領域を容易に実現することができる。

【００３５】そして、局所真空手段１０を用いることに
より、当該ＳＥＭ検査ユニット２全体を真空雰囲気中に
配設する必要はなく、したがって、従来必要であった真
空予備室も設ける必要はない。これにより、検査・測定
装置１における検査待ち時間を短縮することができ、検
査・測定時間の短縮化を図ることができる。

【００３６】そして、このようなＳＥＭ検査ユニット２
を複数用意し、かつ、ＳＥＭ検査ユニット２、２、・・
・を半導体ウェーハ３の各チップ４、４、・・・に対向
するように集合させて配置することにより、当該検査・
測定装置１が構成される。

【００３７】具体的には、例えば、図２のように１つの
半導体ウェーハ３から６０個のチップ４、４、・・・を
製造する場合には、６０個のＳＥＭ検査ユニット２、
２、・・・を図１、図２のように各チップ４、４、・・
・に各別に対向するように配列する。

【００３８】尚、図示は省略したが、半導体ウェーハ２
はＸ−Ｙテーブル上に支持されており、該Ｘ−Ｙテーブ
ルを駆動することにより、各チップ４、４、・・・内に
おいて複数の検査・測定点を検査・測定することができ
るようになっている。

【００３９】しかして、例えば、仮に、チップ４、１つ
当たりの検査・測定時間を１０秒とする場合、当該検査
・測定装置１にあっては、６０個のチップ４、４、・・
・を検査・測定するのに所要時間１０秒で済む。すなわ
ち、チップ４の個数に関係なく、１つのチップ４にかか
る検査・測定時間だけで、すべてのチップ４、４、・・
・の検査・測定を終えることができる。

【００４０】これに対して、従来のように、複数のチッ
プに対して１つの検査・測定ユニットしかない場合に
は、（１つのチップ４にかかる検査・測定時間）×チッ
プ数の検査・測定時間がかかってしまう。

【００４１】このように、上記検査・測定装置１にあっ
ては、各チップ４、４、・・・に対応したＳＥＭ検査ユ
ニット２、２、・・・を各別に対応させたので、検査・
測定時間の短縮、ＴＡＴの短縮化を実現することができ
ると共に、上述のように装置全体及び試料全体を覆う真
空領域を確保する必要がなく、かつ、ロードロック室も
必要ないので、装置全体の占有面積の省スペース化、さ
らにその分、低価格な検査・測定装置を提供することが
できる。

【００４２】図４は本発明を半導体ウェーハの検査・測
定装置に適用した第２の実施の形態を示すものであり、
かかる半導体ウェーハの検査・測定装置は、いわゆるハ
ンディタイプのＳＥＭ検査装置を提供するものである。

【００４３】この第２の実施の形態にかかる検査・測定
装置１Ａは、上記第１の実施の形態にかかる検査・測定
装置におけるＳＥＭ検査ユニット２と同様なＳＥＭ検査
ユニット２Ａに、電子銃ユニット７及び局所真空手段１
０の内部を高真空領域に形成する真空排気手段３０をフ
レキシブルな配管３１にて接続すると共に、電子銃ユニ
ット７により検出された２次電子６に所定の信号処理を
施して画像として表示する画像表示手段３２をケーブル
３３にて接続したものである（図４参照）。

【００４４】これにより、第２の実施の形態にかかる検
査・測定装置１Ａにあっては、ＳＥＭ検査ユニット２Ａ
を真空排気手段３０及び画像表示手段３２との接続を外
すことにより、容易に移動させることができる。

【００４５】そして、検査・測定しようとする試料４が
ある場所に真空排気手段３０及び画像表示手段３２さえ
あれば、これらに上記配管３１、ケーブル３３によりＳ
ＥＭ検査ユニット２Ａを接続することにより、その試料
４の検査・測定を行うことができる。従って、試料４の
大きさや検査・測定を行う場所に限定されないため、装
置の省スペース化、低価格化に寄与する。

【００４６】ところで、ＳＥＭ検査ユニット２、２Ａは
できるだけ小さい方が、試料４の極小化に対応させるこ
とができるため好ましく、ＳＥＭ検査ユニット２、２Ａ
のさらなる小型化を図るには、次のようなことが考えら
れる。

【００４７】排気系コンダクタンスにおける排気管の
複数化。

【００４８】ここで、コンダクタンスは、配管などにお
ける気体の通り抜けやすさを表すものである。

【００４９】このコンダクタンス（Ｃ）は排気速度に影
響を及ぼす。短時間で到達真空圧を得るには、排気系コ
ンダクタンス（Ｃ）を大きくする必要があるが、このコ
ンダクタンス（Ｃ）の値が一定以上であれば、同様の効
果は期待できる。

【００５０】そこで、コンダクタンス（Ｃ）が一定以上
になるような排気方法、排気経路の引き回しを工夫する
（図５、図６参照）。

【００５１】図５は、１本の導管で、所定の圧力室Ｐ2
（Ｐａ）と別の所定の圧力室Ｐ1（Ｐａ）とを連結した
場合、気体の流量ＱはＱ＝Ｃ（Ｐ1−Ｐ2）（Ｐａ・ｌ／ｓｅｃ）で表される。

【００５２】これに対して、図６のように、複数（２
本）の導管で、所定の圧力室Ｐ2（Ｐａ）と別の所定の
圧力室Ｐ1（Ｐａ）とを連結した場合、気体の流量ＱはＣ＝Ｃ1＋Ｃ2 であり、Ｑ＝（Ｃ1＋Ｃ2）・（Ｐ1−Ｐ2）（Ｐａ・ｌ／ｓｅ
ｃ）で表され、従って、導管の径を細くすることができる。

【００５３】すなわち、従来、１本の導管で比較的太い
導管になってしまいＳＥＭ検査ユニット全体が大型して
しまっていたもの（図５参照）を、このように数本以上
の導管にすることで、細い導管で十分な排気が可能とな
り、１本より複数本にする方が口径を小さくすることが
できる分、ＳＥＭ検査ユニット２全体を小型化すること
ができる。

【００５４】また、排気系コンダクタンスの問題は、排
気する気体の物質を変える（電子銃内に排気しやすい気
体を充填しておく）ことで、排気系コンダクタンスの解
決ができ、電子銃ユニット７の更なる小型化を可能とす
る。

【００５５】スキャニングコイル１４の小型化。

【００５６】現状の電子銃では走査解像度が非常に良好
であり、鮮明な試料像を得ることができる。

【００５７】ところが、当該ＳＥＭ検査ユニット２、２
Ａにより検査・測定しようとする試料４においては、そ
のようなの鮮明な解像度必要としない場合もある。

【００５８】このような場合、電子ビーム５の偏向を行
うスキャニングコイル１４を小さくすることができる。

【００５９】また、電子ビーム５の走査エリアを狭めた
りＳＥＭ検査ユニット２、２Ａの走査方法を変えること
で、スキャニングコイル１４を、まだまだ小さくするこ
とは可能であり電子銃ユニット７の更なる小型化を図る
ことができる。

【００６０】図８はスキャニングエリアを狭めた場合を
示すものである。左側は、測定対象物全体を覆うことが
可能なエリアで、右側は測定対象物全体を覆うことが不
可能なエリアとなっている。全体を測定する必要がなけ
れば、右側の図のスキャニングエリア内に測定対象物全
体が含まれなくても問題は生じない。

【００６１】対物レンズの小型化。

【００６２】対物レンズ１５の口径は、ビーム系・焦点
深度などを支配するレンズの開口率：ＮＡ（Numerical
Aperture）に影響する（これは、測定分解能に影響を与
えることになる）が、ビームスポット径などを犠牲にす
ることで小型化を期待できる。

【００６３】ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθ（ｎ：屈折率）ビームスポット径を犠牲にすることで、測定分解能が落
ちることになるが、使用目的に応じて問題のないレベル
に合わせ込むことができれば、問題は生じない。

【００６４】ＳＥＭ検査ユニット２、２Ａでの対物レン
ズ１５は、電子レンズといわれるレンズで構成されてい
る。電子レンズは、電磁石で作られたレンズで、電子が
電解の力を受けたり、磁界の力を受けると、屈折する性
質を利用し、ビームスポット径などを調整している。ま
た、分解能を決定づける色収差・球面収差の低減などの
高性能化の要求に対応するために、対物レンズ１５の構
造・形状の最適化が図られる。

【００６５】そのため、現状の対物レンズ１５を小型に
することで、対物レンズ１５の構造・形状の最適化が崩
され、ビームスポット径、焦点深度の影響が生じ、測定
分解能に影響が生じる。ただし、小型にした際に、更な
る最適化を行えば、測定分解能に影響が生じないことも
考えられる。

【００６６】図９、図１０は小型化することで、ビーム
スポット径が大きく変化する例を示す。

【００６７】このほか、電子銃ユニット７内部の他の
部品サイズを小さくするために、ＭＥＭＳ（Micro Elec
tro Mechanical Systems）の技術とを融合することで可
能である。

【００６８】ここで、ＭＥＭＳとは、マイクロサイズの
電子工学と機械工学を融合させたものである。半導体の
加工技術を応用したプロセス（フォトリソグラフィ、エ
ッチング、デポジション、イオンインプランテーション
から成る）でμｍ又はｎｍスケールの構造を作成するナ
ノテクノロジ（超微細技術）である。応用分野として
は、センサ（加速度センサ、圧力センサ）、光学（光ス
キャナ、光ファイバスイッチ）、情報機器（ハードディ
スク用磁気ヘッド、プリンタヘッド）、生物、医学、観
測・操作（ＳＴＭ、ＡＦＭ）など、これ以外にも非常に
多岐に渡るものに応用されている。この加工技術を使っ
て小型部品を加工する。

【００６９】例えば、この超微細技術で電子銃ユニット
７に対物レンズ１５などを一体化するなどすることが考
えられ、ＳＥＭ検査ユニット２、２Ａのさらなる小型化
が可能である。

【００７０】以上のように、現状の電子銃は大型化とな
っているが、電子銃の小型化はまだまだ実現が可能であ
る。小型化される電子銃と小型化された局所真空手段と
を組み合わせることで、上述のような、複数の試料（検
査・測定対象物）に対応させたＳＥＭ検査ユニットを構
成することができ、また、ハンディタイプのＳＥＭ検査
ユニットを構成することができる。

【００７１】なお、前記した各実施の形態において示し
た各部の具体的な形状乃至構造は、本発明を実施するに
当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、
これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈され
ることがあってはならないものである。

【００７２】

【発明の効果】上述したように本発明検査・測定装置に
よれば、電子ビームを試料に対して照射すると共に、該
試料からの２次電子を検出する電子銃ユニットと、電子
銃ユニットの電子ビーム照射口側に設けられた局所真空
手段とを備えた検査・測定ユニットを複数有する検査・
測定装置であって、複数の試料を有する試料集合体に対
向するように配設すると共に、上記各検査・測定ユニッ
トを各試料に対応するように配置したことを特徴とす
る。

【００７３】したがって、本発明検査・測定装置にあっ
ては、複数の試料を同時に検査・測定することができ、
検査・測定時間の短縮、ＴＡＴの短縮化を実現すること
ができ、また、上述のように装置全体及び試料全体を覆
う真空領域を確保する必要がなく、かつ、ロードロック
室も必要ないので、装置全体の占有面積の省スペース
化、さらにその分、低価格な検査・測定装置を提供する
ことができる。

【００７４】また、請求項２に記載した発明にあって
は、試料集合体が半導体ウェーハであり、試料が半導体
ウェーハの各チップであるので、半導体ウェーハのチッ
プにおける検査・測定時間の短縮、ＴＡＴの短縮化を実
現することができる。

【００７５】また、別の本発明検査・測定装置によれ
ば、電子ビームを試料に対して照射すると共に、該試料
からの２次電子を検出する電子銃ユニットと、電子銃ユ
ニットの電子ビーム照射口側に設けられた局所真空手段
とを備えた検査・測定ユニットを有する検査・測定装置
であって、電子銃ユニット及び／又は局所真空手段の内
部を高真空領域に形成する真空排気手段と、上記電子銃
ユニットにより検出された２次電子に所定の信号処理を
施して画像として表示する画像表示手段とを備え、上記
真空排気手段と電子銃ユニット及び／又は局所真空手段
とをフレキシブルな配管にて接続し、また、上記画像表
示手段と電子銃ユニットとをケーブルにて接続したこと
を特徴とする。

【００７６】したがって、この別の本発明検査・測定装
置にあっては、真空排気手段及び画像表示手段を検査・
測定ユニットから離間させて電子銃ユニットの小型化を
可能とし、ハンディ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３と共に、本発明検査・測定装置の
第１の実施の形態を示すもので、本図は検査装置全体を
概略的に示した平面図及び側面図である。

【図２】試料集合体としての半導体ウェーハの平面図で
ある。

【図３】ＳＥＭの一例を概略的に示す断面図である。

【図４】本発明検査・測定装置の第２の実施の形態を示
すもので、検査装置全体を概略的に示した斜視図であ
る。

【図５】図６と共に、電子銃ユニットの小型化を実現す
るための１つの手段である排気系コンダクタンスの改善
策を説明するための図であり、本図は従来の単数の導管
を示す。

【図６】改善策として、導管を複数にしたものを示す。

【図７】図８と共に、電子銃ユニットの小型化を実現す
るための１つの手段であるスキャニングコイルの改善策
を説明するための図であり、本図は走査領域が広い場合
の従来のスキャニングコイルを示す。

【図８】改善策として、走査領域を狭くした場合のスキ
ャニングコイルを示す。

【図９】図１０と共に、電子銃ユニットの小型化を実現
するための１つの手段である対物レンズの改善策を説明
するための図であり、本図は開口率を大きくした従来の
対物レンズを示す。

【図１０】改善策として、開口率を小さくした対物レン
ズを示す。

【図１１】従来の電子ビームを用いた検査・測定装置の
全体を示す概略図である。

【符号の説明】

１…検査・測定装置、２…ＳＥＭ検査ユニット（検査・
測定ユニット）、３…半導体ウェーハ（試料集合体）、
４…チップ（試料）、５…電子ビーム、６…２次電子、
７…電子銃ユニット、８…電子ビーム照射口、１０…局
所真空手段、１８、１９、２０…真空排気手段、２６…
真空排気手段、１Ａ…検査・測定装置、２Ａ…ＳＥＭ検
査ユニット、３０…真空排気手段、３１…配管、３２…
画像表示手段、３３…ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大川内浩喜東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者阿部哲夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者安芸祐一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者武田実東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA02 CA38 DB05 DJ23 5C033 FF10 UU03 UU10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを検査・測定対象物（以下、
「試料」という。）に対して照射すると共に、該試料か
らの２次電子を検出する電子銃ユニットと、電子銃ユニ
ットの電子ビーム照射口側に設けられた局所真空手段と
を備えた検査・測定ユニットを複数有する検査・測定装
置であって、複数の試料を有する試料集合体に対向するように配設す
ると共に、上記各検査・測定ユニットを各試料に対応す
るように配置したことを特徴とする検査・測定装置。
【請求項２】請求項１に記載した検査・測定装置であ
って、試料集合体が半導体ウェーハであり、試料が半導体ウェ
ーハの各チップであることを特徴とする検査・測定装
置。
【請求項３】電子ビームを試料に対して照射すると共
に、該試料からの２次電子を検出する電子銃ユニット
と、電子銃ユニットの電子ビーム照射口側に設けられた
局所真空手段とを備えた検査・測定ユニットを有する検
査・測定装置であって、電子銃ユニット及び／又は局所真空手段の内部を高真空
領域に形成する真空排気手段と、上記電子銃ユニットに
より検出された２次電子に所定の信号処理を施して画像
として表示する画像表示手段とを備え、上記真空排気手段と電子銃ユニット及び／又は局所真空
手段とをフレキシブルな配管にて接続し、また、上記画像表示手段と電子銃ユニットとをケーブル
にて接続したことを特徴とする検査・測定装置。