JPH0283468A

JPH0283468A - 検査装置

Info

Publication number: JPH0283468A
Application number: JP63234742A
Authority: JP
Inventors: Kenji Oikawa; 及川　健治
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ｌｉ些１旌（産業上の利用分野）本発明は１例えばＬＳＩ不良解析装置などに使用される
検査装置に関し、特に、ＩＣデバイスを光学的に検査す
るための高精度な姿勢と位置の調整が必要な検査機構に
好適な検査装置に関するものである。

（従来の技術）従来の検査装置は、ＩＣデバイスの高精度な位置決めが
必要でなく、装着する場所の機械加工精度で十分であっ
たため、ＩＣデバイスに対する検査面の備え付は寸法の
バラつき及び検査装置にＩＣデバイスを保持する際の検
査面の姿勢と位置のばらつきを補正するための調整機構
を備えた検査装置は存在していない。

（発明が解決しようとする課題）例えば、ＬＳＩ不良解析装置では、ＭＯ８型ＬＳＩのト
ランジスタ素子の表面にレーザを照射し、その照射によ
り発生する電子−正孔対を電源電流の変化として検出す
る。このため、ＬＳＩ不良解析装置は、ＬＳＩ上のトラ
ンジスタ素子を個別にかつすべてレーザ照射する必要が
あり、細く絞ったレーザをＬＳＩ上で走査することが必
要とされる。

しかし１ＭＯ８型ＬＳＩを検査するため、ＬＳＩ不良解
析装置の検査装置にＬＳＩを装着するが。

レーザの焦平面に対して、ＬＳＩのトランジスタ素子が
あるパターン面の姿勢が傾いている場合や。

位置がずれて装着されている場合又は正常に装着されて
いてもパターンのある面がＬＳＩ本体に対して傾いた状
態で製造された場合は、すべてのトランジスタ素子に細
く絞ったレーザを照射することができず、ＬＳＩの不良
解析ができないという課題がある。

また、レーザの焦平面とＬＳＩ上のトランジスタ素子が
つくられているパターン面が一致していても、レーザの
走査方向とトランジスタ素子が格子状に配置されている
パターンの方向が一致していると、レーザの走査につれ
、レーザの照射位置が少しづつトランジスタのある位置
からずれてくるという課題がある。

本発明は、上述の課題を解決するために案出されたもの
で、ＩＣデバイスに対する検査面の備え付は寸法のバラ
つき及び検査装置にＩＣデバイスを保持する際の検査面
の姿勢と位置のばらつきを補正するための姿勢調整機構
を備え、簡易かつ高精度な位置決めを可能にする検査装
置を提供することを目的とする。

又豆匹皇双（課題を解決するための手段）本発明は、上述の課題を解決するため、次のように構成
した。

即ち、ＩＣデバイスを保持するための基板と、この基板
を保持するための基板保持部とで構成する検査装置にお
いて、ＩＣデバイスの姿勢位置を調整するために上記し
た基板保持部に姿勢位置調整機構を設ける構成を採用し
た。

また、ＩＣデバイスを基板に対し物理的かつ電気的に着
脱自在とし、レーザ光を照射して検査するようにしたり
、更に、前方及び後方にスライドする引出し機構を股る
こともできる。。

（作用）本発明によれば、検査装置に設けた姿勢位置調整機構に
より、■レーザの焦平面と平行な面内に設けられた互い
に直交するＸ軸とＹ軸の軸回りの回転で検査面の傾きを
補正し、■検査面と焦平面との距離をゼロにするため、
Ｚ軸の軸方向の位置の調節で検査面の軸方向の位置を補
正し、■レーザの走査方向に対する検査面の構成軸の角
度をゼロにするため、Ｚ軸の軸まわりの回転で検査面の
補正を行い、このような作用によって対物レンズの焦平
面にＩＣデバイスの検査面を一致させることができる。

また、ＩＣデバイスを基板に対し物理的かつ電気的に着
脱自在とすれば、ＩＣデバイスの交換が簡単にでき、又
、異なる形状のＩＣデバイスに物理的かつ電気的に適合
した基板を、基板保持部に対し物理的かつ電気的に着脱
自在とすれば、多品種の検査に十分対応し得る。

更に、この検査装置に、前方及び後方にスライドする引
出し機構を設けれることで、ＩＣデバイス又は基板の交
換が極めて容易となる。

（実施例）以下に１本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、検査装置に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交３軸の
まわりの回転とＺ方向の位置の調整とを、マイクロメー
タヘッドによって手動で行うように構成した場合の検査
装置の一例を示す一部切欠斜視図である。

同図に示すように、基板支持部４の上に、ＩＣソケット
６を装着した基板５が取付けられ、該ＩＣソケット６に
は、ＩＣデバイスであるＩＣデバイス１２が装着されて
いる。基板支持部４は、基板５との間に図示しない多数
の電気的接点を有しており、この基板５を基板支持部４
に取付けることによって、基板支持部４の外部端子と基
板５の各接点とが電気的に接続され、外部から基板５へ
の電気的アクセスが可能となる。

上記基板５は、ＩＣデバイスの種類によらない同一形状
の多数の電気的な接点を基板支持部４との間に有し、そ
の接点とＩＣソケット６の各ピンとの間をＩＣデバイス
１２の種類に応じて接続することによって作製される基
板であり、各種の工Ｃデバイスに対して１：１に対応す
る専用の基板である。これによって、ＩＣデバイス１２
への電気的アクセスが基板支持部４の外部から、基板支
持部４．基板５．ＩＣソケット６を通って可能となる０
以上述べたこのような検査装置とＩＣデバイス１２との
電気的な接続方法は、接続方法の一例であり、他の構成
の接続方法でもよいのはいうまでもなく１例えば、基板
５と基板支持部４の電気的接続を物理的には無接触の光
通信による接続に置き換えることも可能である。

なお、ＩＣデバイスの交換に関し、同種のＩＣデバイス
の交換を行う場合には、ＩＣソケット６からＩＣデバイ
ス１２を取り外すだけでよく、又、異種のＩＣデバイス
１２への交換を行う場合には。

例えばネジなどによって基板支持部４に取付けられてい
る基板５を異種のＩＣデバイス１２用のものと交換すれ
ばよく、ＩＣデバイス１２の種類によらないユニバーサ
ルなＩＣソケット６を使用すれば、ＩＣデバイス１２の
種類に応じて製作される基板５の交換が不要になる。

このような検査装置の姿勢位置調整機構を説明すると、
第１図において、３はシャフトであり、そのシャフト３
の先端は、ＩＣデバイス１２の直下にあって基板支持部
４を形成する部材と接しており、回転の拘束は行わない
が、位置の拘束は行う、ピンジヨイントのような接触と
なっている。

すなわち、基板支持部４は、前記シャフト３先端との接
触点を回転中心として、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸のまわりに回
転し得る。シャフト３には、Ｌ型ステー９が取付けられ
ており、該り型ステー９上で。

前記回転中心からＸ方向及びＹ方向に等距離の位置には
、マイクロメータヘッド７及び８が取付けられている。

マイクロメータヘッド７及び８は、その先端がＺ方向に
前記回転中心とほぼ同じ高さになるように取付けられ、
Ｌ型ステー９をベースとしてその先端で基板支持部４を
形成する部材と接してそれを押し引きすることにより、
それぞれＹ軸まわりの回転とＸ軸まわりの回転の調整が
でき、ＩＣデバイス１２の傾きの調整が可能となる。

なお、基板支持部４の姿勢が一義的に、がっ無理なく（
基板支持部４あるいはマイクロメータヘッドにストレス
を残さないように）決まるように、マイクロメータヘッ
ド７及び８の先端と基板支持部４との接点部には、基板
支持部４側に図示されていない軸受が設けられている。

すなわち、マイクロメータヘッド７の先端部には、その
先端が基板支持部４に対してＸ方向にのみスライド可能
となるような直線軸受が設けられ、マイクロメータヘッ
ド８の先端部には、その先端が基板支持部４に対してｘ
、７両方向にスライド可能となるような平面軸受が設け
られている。これにより、基板支持部４は、ピンジヨイ
ントの回転中心と直線軸受を有する支持点と平面軸受を
有する支持点とで支えられていることになり、その姿勢
を一義的かつ無理なく調整することができる。

次に、Ｚ方向の位置の調整機構と、Ｚ軸まわりの回転の
調整機構について説明する。

前記シャフト３の下部は、ベース１に組み込まれた軸受
２によって把持され、このシャフト３は。

ベース１に対してＺ軸方向の直線運動とＺ軸まわすの回
転が可能になっている。

マイクロメータヘッド１０は、その動作軸がＸＹ平面内
にあって、かつシャフト３の中心軸を通らないように配
置され、ベース１から立ち上げた部材に固定されている
。このマイクロメータヘッド１０の先端は、前記り型ス
テー９から立ち上げた部材に接触しており、これを押し
引きすることにより、Ｌ型ステー９はＺ軸まわりに回転
する。

また、マイクロメータヘッド１１は、その動作軸がＺ軸
と平行であり、かつ、なるべくシャフト３の中心に近い
位置に配置され、ベース１がら立ち上げた部材に固定さ
れている。このマイクロメータヘッド１１の先端も、前
記り型ステー９に接触しており、これを押し引きするこ
とにより、Ｌ型ステー９はＺ軸方向に直線運動をする。

この場合。

Ｚ軸のガイドである軸受２の直線動作軸とマイクロメー
タヘッド１１による力の発生軸とが一致していないため
１両軸の間隔は、なるべく小さくした方が良好であるこ
とはいうまでもない、また、第１図とは違った方式で、
Ｚ軸の直線動作軸とヵの発生軸とを一致させることもで
きる。

なお、前記マイクロメータヘッド１０及び１１は、構成
上、その先端が被駆動部材であるＬ型ステー９或いはＬ
型ステー９から立ち上げた部材と接する点においてビン
ジヨイント的な結合であり、かつ接触点位置が２次元に
移動可能となっていることが重要である。

すなわち、マイクロメータヘッド１０においては、Ｌ型
ステー９の回転による接触点の回転半径の微小変化及び
駆動軸と接触点の回転半径を表す軸線との角度の微小変
化並びにＬ型ステー９の２軸方向の直線運動による接触
点のＺ方向の移動が生じる。また、ナイクロメータへラ
ド１１においては、Ｌ型ステー９の回転による接触点の
円弧上の移動が生じる。従って、マイクロメータヘッド
１０及び１１の先端には、被駆動部材であるＬ型ステー
９或いはＬ型ステー９から立ち上げた部材の側に図示さ
れていない平面軸受が設けられている。

以上により、シャフト３に取付けられたＬ型ステー９に
対してＺ軸方向の位置の調整とＺまわりの回転の調整が
なされる。そして、前記したＬ型ステー９をベースとし
たＸ軸まわりの回転とＹ軸まわりの回転の調整と合わせ
ると、検査装置に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ直交３軸のまわり
の回転とＺ軸方向の位置の調整がマイクロメータヘッド
により手動にて行うことができ、従って、ＩＣデバイス
のＩＣデバイス１２が前記４自由度で調整可能となる。

第３図に、前記のような４自由度の調整機構を持つ検査
装置をベースに対してスライドできるように構成した場
合の一実施例を示す６本例では、４自由度の調整機構を
持つ検査装置を備付けた可動ベース１０２は、不動ベー
ス１０１に対し、間に設けられたリニアガイド１０３に
より、１０５に示す矢印の方向にスライド可能である。

この第３図に示した状態が、ＩＣデ・バイス１２が検査
されているときの状態であり、ＩＣデバイス１２の直上
には対物レンズ１０４が設けられ、ＩＣデバイス１２に
対する光の投光や、ＩＣデバイス１２からの反射光の受
光を行う、対物レンズ１０４の作動距離、すなわちフォ
ーカスが合った状態での対物レンズ１０４の先端とＩＣ
デバイス１２の表面との距離は、対物レンズ１０４の倍
率によっても異なるが、一般的に０．５ｍｍ〜２０ｍｍ
程度であり、この状態のまま、ＩＣデバイス１２或いは
基板５を交換することは対物レンズ１０４が邪魔になる
ため困難である。また、従来からあるように、検査装置
全体に昇降装置を取付けて検査装置全体を対物レンズ１
０４に対して下降させ、ＩＣデバイス１２或いは基板５
を交換するという方法では、かなり大きな昇降のストロ
ークがないと交換が困難であり、特に対物レンズを含む
光学系がＩＣデバイス１２や基板５をおおってしまうよ
うな場合にはより交換が困難である。

そこで、本実施例においては、ＩＣデバイス１２或いは
基板５の交換は、検査装置全体をガイド１０３に沿って
、前方に引き出した状態で行われるようにした。この引
き出しストロークは、対物レンズ１０４を含む光学系の
大きさによって決められるが、ＩＣデバイス１２や基板
５の上方に障害物が存在しないようになる位置まで検査
装置全体を引き出すことにより、ＩＣデバイス１２或い
は基板５の交換を容易に、かつ確実に行うことができる
。

第２図にＩＣデバイスの傾き、すなわちＸ軸及びＹ軸ま
わりの回転の調整を、２組の傾斜ステージにて行った場
合の一実施例を示す。

図中２１ａ、２１ｂは、Ｘ軸まわりの回転の調整を行う
傾斜ステージであり、２１ａは固定側で、前記Ｚ軸方向
の位置の調整及びＺ軸まわりの回転の調整がなされるＬ
型ステー９のような部材（図示せず）に固定されている
。また、２１ｂは、移動側の傾斜ステージで、前記傾斜
ステージ２１ａとの間に円弧状のガイドが設けられ、マ
イクロメータヘッド或いはモータで駆動されるボールネ
ジなどによって、固定側傾斜ステージ２１ａに対して、
矢印２３で示す方向に回転運動をする。なお。

前記円弧状ガイドの曲率と、基板支持部４を含むＩＣデ
バイス装着部材の形状とのかねあいで、前記回転運動の
中心位置をＩＣデバイスの表面中心と一致させることに
より、ＩＣデバイスの表面は、純粋にＸ軸まわりの回転
のみを受けることになり、他の調整軸に影響を及ぼさな
い調整が可能となる。

次に、図中２２ａ、２２ｂは、Ｙ軸まわりの回転の調整
を行う傾斜ステージである。この傾斜ステージ２２ａは
固定側で、前記Ｘ軸まわりの回転調整用傾斜ステージの
移動側２１ｂに固定されている。傾斜ステージ２２ｂは
、移動側で、該傾斜ステージ２２ｂとの間に１円弧状の
ガイドが設けられ、マイクロメータヘッド或いはモータ
で駆動されるボールネジなどによって、固定側傾斜ステ
ージ２２ａに対して矢印２４で示す方向に回転運動をす
る。なお、前記円弧状ガイドの曲率と、基板支持部４を
含む被検査装着部材の形状とのかねあいで、前記回転運
動の中心位置を、ＩＣデバイスの表面中心と一致させる
ことにより、ＩＣデバイスの表面は純粋にＹ軸まわりの
回転のみを受けることになり、他の調整軸に影響を及ぼ
さない調整が可能となる。

上記実施例に示した検査装置は、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交３軸
のまわりの回転とＺ軸方向の位置の調整の４自由度の調
整機構を有するものであるが、場合によっては、この機
構の下部に、ＸＹステージ及びＹステージを設けて、６
自由度の調整機構を有する検査装置とすることも当然可
能である。

また、本実施例では、主に駆動方式としてマイクロメー
タヘッドを用い手動で調整する場合について述べたが、
モータで駆動されるボールネジなどの送りねじを用いる
方式や、ピエゾアクチュエータを用いる方式など電気駆
動制御により自動的に調整する方式を用いて、調整時間
の短縮や操作の簡易化を図るようにしてもよい。

＾匪見処末以上の説明から明らかなように、本発明の検査装置によ
れば、対物レンズの焦平面にＩＣデバイスの検査面を容
易かつ確実に一致させることができ、レーザを走査した
場合でも検査面のすべての部分にレーザの焦点が合うた
め、ＩＣデバイスの検査面に細く絞ったレーザを照射走
査してＩＣデバイスを検査する場合等に、極めて円滑か
つ精密な検査を行うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査装置の一実施例を示すユニバーサ
ル検査装置の一部切欠斜視図、第２図はＩＣデバイスの
傾き調整機構を２組の傾斜ステージにて構成したユニバ
ーサル検査装置の実施例を示す斜視図、第３図は前後に
スライド可能となるよう構成したユニバーサル検査装置
の他の実施例を示す一部切欠斜視図である。１・・・・ベース、２・・・・軸受、３・・・・シャフ
ト。４・・・・基板支持部、５・・・・基板、６・・・・Ｉ
Ｃソケット、７，８・・・・マイクロメータヘッド、９
・・・・Ｌ型ステー　１０．１１・・・・マイクロメー
タヘッド、１２・・・・ＩＣデバイス％２１ａ・・・・
Ｘ軸まわりの回転調整用傾斜ステージ（固定側）。２１ｂ・・・・Ｘ軸まわりの回転調整用傾斜ステージ（
移動側）、２２ａ・・・・Ｙ軸まわりの回転調整用傾斜
ステージ（固定側）、２２ｂ・・・・Ｙ軸まわりの回転
調整用傾斜ステージ（移動側）。２３・・・・Ｘ軸まわりの回転運動方向を示す矢印、Ｙ
軸まわりの回転運動方向を示す矢印、１０１・・・不動
ベース、１０２・・・・可動ベース、１０３・・・・リ
ニアガイド、１０４・・・・対物レンズ。特許出願人　東京エレクトロン株式会社第図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＩＣデバイスを保持するための基板と、この基板
を保持するための基板保持部とで構成する検査装置にお
いて、ＩＣデバイスの姿勢位置を調整するために上記し
た基板保持部に姿勢位置調整機構を設けたことを特徴と
する検査装置。
（２）ＩＣデバイスを基板に対し物理的かつ電気的に着
脱自在とし、レーザ光を照射して検査するようにした請
求項１記載の検査装置。
（３）前方及び後方にスライドする引出し機構を設けた
請求項１又は２記載の検査装置。