JPH0286037A - 検査装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、検査技術に関し、特に、半導体装置の製造に
おけるウェハ処理工程で、半導体ウェハの表面に形成さ
れた回路パターンなどを検査する走査型電子顕微鏡の検
査技術などに適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ 走査型電子ｕ微鏡の検査に関する技術としては、たとえ
ば総研出版株式会社、昭和６０年６月１日発行、「超Ｌ
ＳＩテクノロジー、Ｐ５４４〜Ｐ５４９に記載されてい
るものがある。

その概要としては、回路パターンなどが形成された半導
体ウェハの目的の部位を電子線によって走査し、電子線
の入射部位から発生され検出器によって捕捉された二次
電子の強度とその時の走査位置とに基づいて、電子線の
走査に同期して接続された陰極線管などに走査部位の拡
大像を構成し、回路パターンの外観や寸法などの検査を
行うことが記載されている。

ところで、このような走査型１子顕微鏡において、所定
の真空度に保持されて試料が観察される試料室には、真
空排気が可能な試料交換室が単数接続され、この単数の
試料交換室を経て試料の試料室への搬入および試料の試
料室からの搬出がなされて試料の検査作業が順次行われ
る。

すなわち、この走査型電子顕微鏡による試料の検査作業
は、次のようにして行われる。

先ず、試料交換室に試料を収容させた後に、大気圧中に
開放されていた試料交換室を真空排気し、この真空排気
された試料交換室から試料を試料室に搬入させ、その試
料室の試料を観察する。

次いで、この試料観察後の試料室の試料を真空状態とさ
れた試料交換室に戻した後に、試料交換室のみを大気圧
中に開放して試料交換室から試料を取り出すことにより
、一つの試料の検査作業が終了する。

そして、このような作業工程の繰り返しにより、試料の
検査が順次行われる。

［発明が解決しようとする課Ｍ１ しかしながら、前記した走査型電子顕微鏡によると、試
料交換室が単数とされているため、真空状態の試料交換
室を大気圧に開放させて観察後の試料を取り出し、次に
観察すべき試料を試料交換室に収容させた後に、再び、
試料交換室を真空排気し、試料交換室から試料を試料室
に搬入させて観察しなければならない。

このため、多くの時間を費やす試料交換室の真空排気と
試料室内の試料の観察とを並行して行うことができず、
検査作業に多くの時間が費やされ、走査型電子顕微鏡の
スルーブツトの向上が妨げられている。

本発明の目的は、スループットの向上を図ることができ
る検査装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

［課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、真空排気が可能な試料交換室が所定の真空度
に保持される試料室に複数接続されている構造としたも
のである。

口作用］ 前記した手段によれば、真空排気が可能な試料交換室を
復数備えていることにより、試料室での試料の観察中に
おいて、試料交換室の真空排気と、試料交換室への試料
の収容および試料交換室からの試料の取り出しとを行う
ことができるので、検査装置のスルーブツトの向上を図
ることができる。

［実施例１］ 第１図は本発明の一実施例である検査装置を示す部分的
横断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線における一部省略
して示す断面図、第３図は第１図および第２図に示す検
査装置の全体的斜視図である。

本実施例の検査装置は、走査型電子顕微鏡として適用さ
れ、第３図に示すように、本体部１と、真空ポンプ部２
と、コントロール部３とから構成されている。

第１図および第２図に示すように、前記本体部１内の気
密構造の試料室４は、真空排気用配管５を介して前記真
空ポンプ部２に接続され、この真空排気用配管５を通じ
て真空排気されるようになっている。

前記試料室４には、本体部１内の一対の試料交換室６，
７が接続され、試料室４の略中央部には、その一方の試
料交換室６から搬入された、たとえば半導体ウェハなど
の試料８が載置された試料台９が搬入されている。。

試料交換室６．７は、夫々気密構造とされ、真空排気用
配管［３ａ、７ａを介して前記真空ポンプ２に夫々接続
されていて、試料交換室６，７の予備真空排気が夫々独
立に可能とされている。

一方の試料交換室７には、試料室４に搬出され観察され
る次の試料８が載置された試料台１０が収容されている
。

試料室４と試料交換室６．７との境界部位には、上下方
向に変位して開閉する開閉弁１１．１２が夫々配設され
ていて、この開閉弁１１．１２が夫々開くことにより、
試料台９．１０が試料室４と試料交換室６．７との間を
夫々移動され、他方、開閉弁１１．１２が夫々閉じるこ
とにより、試料室４と試料交換室６，７との間の気密が
夫々保持される構造とされている。

試料交換室６．７は、試料収容用および試料取り出し用
の開口１ｆｆ１６ｂ、７ｂを上方に夫々有していて、試
料交換室６．７が試料室４への試料８の搬入用と試料室
４からの試料８の搬出用とを夫々併用するようになって
いる。

第２図に示すように、開口部６ｂ、７ｂは、蝶番式の蓋
１３によって夫々開閉自在とされている。

また、第１図に示すように、試料交換室６．７には、同
図の矢印方向に移動可能な、試料用搬送手段としての押
し棒１４．１５が本体部１の外部から本体部ｌ内を気密
的に貫通して挿入されている。

押し棒１４．１５の先端側には、試料台９．１０の雌ね
じａ（Ｓ９ａ、１０ａに螺合する雄ねじ部１４ａ、１５
ａが夫々形成され、両者の雌ねじ部９１．１０ａと雄ね
じ部１４ａ、１５ａとの螺合によって押し棒１４，１５
と試料台９，１０とが夫々互いに着脱自在に結合される
ようになっている。

そして、たとえば、試料台１０に結合された押し棒１５
を本体部１の外部から手動操作して、試料交換室７側か
ら試料室４側に押し出すことにより、試料交換室７に収
容された試料台１０および試料台１０上の試料８が試料
室４に搬入され、逆に、押し棒１５を試料室４側から試
料交換室７側に引き出すことによって試料室４に搬入さ
れた試料台１０ふよび試料台１０上の試料８が試料室４
から試料交換室７に搬出されるようになっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

先ず、第１図に示す状態において、試料室４と試料交換
室６．７との間の境界部位は、開閉弁１１．１２によっ
て夫々間じられ、高真空度が保持されている試料室４の
試料台９上の試料８の観察、すなわち、たとえば試料８
に電子走査が行われ、コントロール部３において寸法が
測定されるなど、試料台９上の試料８の観察が行われて
いる。

この観察中の試料８は、押し棒１４の押し出しによって
試料交換室６から試料台９とともに、試料室４に搬入さ
れたもので、試料交換室６は、その搬入時の真空度が保
持されている。

このような試料台９上の試料８の観察中において、他方
の試料交換室７は、蓋１３が開けられ開口部７ａから次
に観察すべき試料８が収容されて試料台１０上に載置さ
れた後に、その試料８の収容により大気圧に開放された
試料交換室７が配管７ａを通じて真空排気される。

そして、試料交換室７が所定の真空度とされる。

次いで、前記した試料室４の試料台９の試料８の観察が
終了すると、開閉弁１１を開いて夫々真空状態の試料室
４と試料交換室６とを連通させる。

そして、押し棒１４を押し出し雄ねじ１９’ｌ＜１４ａ
を試料台９の雌ねじ部９ａに螺合させて押し棒１４と試
料台９とを結合させた後に、押し棒１４を引き出して試
料台９およびその試料８を試料室４から試料交換室６に
搬出させ、開閉弁１１を閉じる。

その後、開閉弁１２を開いた後に、真空状態の試料交換
室７に収容され雌ねじ部１０ａに押し棒１５の雄ねじ部
１５ａが螺合されている試料台１０およびその試料８を
押し棒１５の押し出しにょって試料交換室７から試料室
４に浸入させて、試料台１０上の試料８を観察する。

一方、この試料台１０の試料８の観察中に、試料交換室
６の蓋１３を開けて試料台９上の観察後の試料８を外部
に取り出し、再び、次の試料８を試料台９に載置した後
に、前記試料８の取り出しにより大気圧に開放された試
料交換室６を配管６ａを通じて真空排気する。

以下、前記した作業の繰り返しにより、順次、試料８の
検査を行う。

このように、本実施例によれば、真空排気が可能な一対
の試料交換室６．７が試料室４に接続されていることに
より、試料交換室６．７の真空排気と、試料交換室６．
７の一方への試料８の収容および他方からの試料８の取
り出しとを行うことができるので、検査作業の時間の短
縮化を図ることができ、走査型電子顕微鏡のスルーブツ
トの向上を図ることができる。

特に、このような効果は、この種の走査型電子顕微鏡に
おいて、試料交換室６，７の真空排気に多くの時間が費
やされるだけに有意義である。

［実施例２コ 第４図は本発明の他の実施例を示す部分的横断面図であ
る。

試料室４の両側には、試料室４への試料８の搬入専用の
試料交換室６および試料室４からの試料８の搬出専用の
試料交換室７が夫々接続され、これらの試料室４および
試料交換室６．７には、搬送手段としての無端走行ベル
）１６が延設されている。

また、試料室４と試料交換室６，７との境界部位に夫々
配設されている開閉弁ｌ・１．１２は、無端走行ベル）
１６の上側および下側が互いに気密的に密接し合うよう
に無端走行ベルト１６を上下側から挟圧して閉じ合う一
対の弁体から夫々形成され、この開閉弁１１．１２が夫
々閉じることにより、試料室４と試料交換室６．７との
間の気密が夫々保持される構造とされている。

なお、図中、符号１７は、無端走行ベルト１６のローラ
を示すものである。

次に、本実施例の作用について説明する。

先ず、第４図に示す状態において、試料室４と試料交換
室６．７との間の境界部位は、開閉弁１１．１２によっ
て夫々閉じられ、真空度が保持されている試料室４の無
端走行ベルト１６上の試料８の観察が行われている。

この無端走行ベルト１６上の試料８の観察中において、
試料交換室６には、次に観察すべき試料８が収容され試
料交換室６の無端走行ベルト１６上に載置された後に、
その試料８の収容により大気圧に開放された試料交換室
６が配管６ａを通じて真空排気される。

そして、試料交換室６が所定の真空度とされる。

他方、先に、試料室４で観察され試料室４から搬出され
た試料交換室７の無端走行ベル）１６上の試料８が、試
料交換室７から外部に取り出された後に、その試料８の
取り出しにより大気圧中に開放された試料交換室７が配
管７ａを通じて真空排気される。

そして、試料交換室７が所定の真空度とされる。

次いで、前記した試料室４の無端走行ベル）１６上の試
料８の観察が終了すると、開閉弁１１゜１２を開いて夫
々真空状態の試料室４と試料交換室６．７とを互いに連
通させる。

そして、搬送ベルト１６を第４図の矢印方向に搬送させ
ることにより、次に観察すべき試料交換室６の搬送ベル
ト１６上の試料８を試料室４に搬入させ、また試料室４
の搬送ベルト１６上の観察後の試料８を試料室４から試
料交換室６に搬出させる。

その後、開閉弁１１．１２を閉じ、試料室４の搬送ベル
ト１６上の試料８を観察する。

この試料８の観察中において、前記と同様に、試料交換
室６．７を大気圧中に開放して、試料交換室６への観察
前の試料８の収容および試料交換室７からの観察後の試
料８の取り出しを行った後に、試料交換室６．７を夫々
真空排気する。

以後、前記した作業の繰り返しにより、試料８の検査を
順次行う。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例１．２に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

たとえば、本実施例１においては、試料交換室６．７は
、試料室４への試料８の搬入および試料室４からの試料
８の搬出が夫々併用される構造とされているが、たとえ
ば試料台９に雌ねじｔ１９ａを一対、試料台１０にも雌
ねじ部１０ａを一対夫々形成して、試料台９に押し棒１
４．１５の双方、試料台１０にも押し棒１４，１５の双
方が夫々結合される構造とすることにより、前記した実
施例２と同様に、試料交換室６．７の一方が試料室４へ
の試料８の搬入専用とし、他方が試料室４からの試料８
の搬出専用とすることも可能である。

この場合には、たとえば試料交換室６の試料台９の一方
の雌ねじ部９ａに押し棒１４の雄ねじ部１４ａが螺合さ
れ、この試料台６が押し棒１４によって試料交換室６か
ら試料室４に搬入されて観察された後に、試料台９の他
方の雌ねじ部９ａに押し棒１５の雄ねじ部１５ａが螺合
され、試料台９が押し棒１５によって試料室４から試料
交換室７に搬出されることととなる。

また、前記実施例１において、試料室４と試料交換室６
．７との間に中間室を介在させ、この中間室を試料台９
．１０が夫々通過される構造とすることも可能である。

更に、前記実施例１においては、押し棒１４゜１５は本
体部ｌの外部からの手動操作によって操作されるように
なっているが、たとえば押し棒１４．１５が機械的駆動
手段によって操作される構造とすることも可能である。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である半導体ウェハの検査技術に適用
した場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、一般の検査技術に広く適用することが
できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりであ
る。

すなわち、真空排気が可能な試料交換室が所定の真空度
とされて試料が観察される試料室に複数接続されている
ことにより、試料室での試料の観察中において、試料交
換室の真空排気と、試料交換室への試料の収容および試
料交換室からの試料の取り出しとを行うことができるの
で、検査時間の短縮化を図ることができ、検査装置のス
ルーブツトの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である検査装置を示す部分的
横断面図、 第２図は第１図の■−■線における一部省略して示す断
面図、 第３図は第１図および第２図に示す検査装置の全体的斜
視図 第４図は本発明の他の実施例を示す部分的横断面図であ
る。 ｌ・・・本体部、２・・・真空ポンプ部、３・・・コン
トロールＩＩｍ、４・・・試料！、５・・・配管、６゜ ・配管、６ ９、ｌＯ・ じ部、１１ １４．１５ 雄ねじ部、 一部。 ７・・・試料交換室、６ ｂ、７１）・・・開口部、 ・・試料台、９ａ、１０ １２・・・開閉弁、■ ・・・押し棒、１４ａ １６・・・搬送ベルト、１ ａ　　−・ ・試料、 ・雌ね ・蓋、 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空排気が可能な試料交換室が所定の真空度に保持
   されて試料が観察される試料室に複数接続されているこ
   とを特徴とする検査装置。 ２、前記試料交換室が夫々前記試料室への試料の搬入用
   および前記試料室からの試料の搬出用とされていること
   を特徴とする請求項１記載の検査装置。 ３、前記試料交換室の一方が前記試料室への試料の搬入
   用、前記試料交換室の他方が前記試料室からの試料の搬
   出用とされていることを特徴とする請求項１記載の検査
   装置。