JPH0641124Y2 - 試料高さ検出機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 試料の測定を行なう測定用真空室に隣接する試料交換用
真空室内で試料の高さを検出する機構に関し、 試料交換用真空室の小容積化を可能とすることを目的と
し、 試料の測定を行なう測定用真空室に隣接する試料交換用
真空室で試料搭載台に取り付けられた試料の高さを検出
する機構において、フォトカプラを、上記試料交換用真
空室の外部に設け、上記試料交換用真空室において上記
試料と当接して変位する検出板に固着した遮光物を、上
記試料交換用真空室外にまで延出させて設け、上記遮光
物が上記フォトカプラの光路を遮断することにより上記
試料の高さが検出されるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本考案は試料の測定を行なう測定用真空室に隣接する試
料交換用真空室内で試料の高さを検出する機構に関す
る。

近年、例えばLSI素子の試料においては、高密度に伴い
チップ素子内のパターンはその線幅が１μｍ程度の超微
細寸法となっていることから、従来の機械的な探針法に
よるプロービングは素子内のパターンを破壊する危険が
あるため使用が困難である。このため真空環境内で電子
ビームの照射により発生する２次電子のエネルギーを測
定して、該素子の超微細パターンの特定位置における電
位分布やその絶縁値を測定することが行なわれる。

この測定を行なう電子ビームプロービング装置は、排気
時間の短縮を図って測定作業の効率を向上させるため
に、測定用真空室に隣接して試料交換用真空室を備え、
この試料交換用真空室にこれから測定しようとする試料
の高さを検出する機構を設けた構成となっている。

試料交換用真空室は試料の交換の都度真空が破られ、そ
の都度排気して真空状態とされる。

試料高さ検出機構は、測定作業の効率を向上させるた
め、上記の排気に要する時間の短縮化が可能な構成であ
ることが望ましい。

〔従来の技術〕

第７図は従来の試料高さ検出機構の一例を示す。

１はベース、２は蓋、３はXYステージ、４は試料搭載台
である。

５が試料交換用真空室である。

試料高さ検出機構６は、上下動自在な検出板７と、検出
板７上に固着されたフォトカプラ８と、蓋２の下面に固
定された遮光物９とよりなる構成である。

試料搭載台４が矢印Z₁方向に移動し、これに搭載してあ
る試料10が検出板７に当接し、これを押し上げフォトカ
プラ８の光路が遮光物９により遮断されることにより、
当該試料10の高さが検出される。

室５はポンプ11により排気されて真空とされ、その後に
試料10が測定用真空室に移される。

〔考案が解決しようとする課題〕

試料高さ検出機構６を構成する部品7,8.9は全て室５の
内部に設けてあるため、室５の容積は大きくまた室５の
表面積も広い。このため、室５内の空気を排気するに要
する時間が長くなり、試料の検査効率が良くなかった。

また特にフォトカプラ８が室５の内部に設けてあるた
め、フォトカプラ８よりの配線13を室５の外部に引き出
すために、真空漏れのない特殊なコネクタ12を使用しな
ければならず、組立、配線の作業もしにくかった。

本考案は試料交換用真空室の小容積化を可能とすること
のできる試料高さ検出機構を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、試料の測定を行なう測定用真空室に隣接する
試料交換用真空室内で試料搭載台に取り付けられた試料
の高さを検出する機構において、 フォトカプラを、上記試料交換用真空室の外部に設け、 上記試料交換用真空室内において上記試料と当接して変
位する検出板に固着した遮光物を、上記試料交換用真空
室外にまで延出させて設け、 上記遮光物が上記フォトカプラの光路を遮断することに
より上記試料の高さが検出される構成としたものであ
る。

〔作用〕

フォトカプラを試料交換用真空室の外部に設けたことに
より、この室は試料の外には検出板を設けることが出来
るだけの小さい容積で足りる。

これにより、排気時間の短縮化が可能となり、検査効率
が向上する。

また室の中から室の外へ導く配線が不要であり、組立及
び配線が簡単となる。

〔実施例〕

まず、本考案の試料高さ検出機構を適用しうる電子ビー
ムプロービング装置20について概略的に説明する。

第４図は試料交換時、第５図は試料高さ検出時、第６図
は試料検査時の状態を示す。

21はベース、22はXYステージ、23は測定用真空室、24は
試料交換用真空室、25は電子ビーム鏡筒、26は試料搭載
台、27は弁である。

試料の交換は、第４図に示すように、弁27を閉弁させて
室23の真空を保持して試料搭載台26を回動させて行な
う。28は試料である。

この後、第５図に示すように、試料搭載台26を回動し、
ベース21を矢印Z₁方向に上昇させて室24を塞ぎ、室24及
び中空部33内の空気を排気して室24及び中空部33内を真
空状態とした後、更にベース21を矢印Z₁方向に上昇さ
せ、後述するように試料28の高さを検出する。

この後、第６図に示すように、弁27を開き、室24と23と
を連通させる。

またXYステージ22を移動させて電子ビーム鏡筒25を試料
28の真下に位置決めする。更にはベース21を前記の試料
高さ検出により得たデータに基づいた寸法上昇させる。
この状態で、試料28が電子ビームプローピングが行なわ
れる。

次に、本考案の試料高さ検出機構30について説明する。

第１図は検出時の状態、第２図は検出前の状態を示す。
各図中、第４図乃至第６図に示す構成部分と対応する部
分には同一符号を付す。

弁27は弁体31と弁軸32とよりなる。弁軸32は中空部33を
有する。弁軸32はシールされた状態でXYステージ22を貫
通して下方へ突出している。

34はフォトカプラであり、XYステージ22の下面に、即ち
室24の外部に弁軸32の両側に相対向して設けてある。35
はフォトカプラ34の光路である。

第３図に併せて示すように、弁軸32の下端近傍には、径
方向貫通孔36が中空部33と連通して形成してあり、この
両端はガラス片37,38が気密に接着固定されてガラス窓3
9となっている。

フォトカプラ34は、弁27が第１図に示すように閉弁した
ときに、ガラス窓39に対向するように高さ調整されて設
けてある。

40は検出板である。

41は円板軸状の遮光物であり、検出板40に固着してあ
る。

遮光物41は上記弁軸32の中空部33の内周の滑らかな滑り
面と接触して、中空部33内に摺動自在に設けてある。

遮光物41の下端部41aが遮光部として機能する。

42は圧縮コイルばねであり、弁軸32の中空部33内に組み
込まれており、検出板40を支持している。この圧縮コイ
ルばね42のばね力は、検出板40の重量を丁度支えるよう
に定めてある。

第２図に示すように、検出板40は弁体31より浮いて離間
しており、遮光部41aは径方向貫通孔36より退いてい
る。

また同図に示すように、弁体31がベース21の下面に圧接
して閉弁している状態において、検出板40は室24内に位
置している。

この状態でベース21が試料搭載台26とは独立に上昇し、
検出板40が試料28に近づき、遂にはこれに接触し、検出
板40は試料28により下方に相対的に押される。

これにより、第１図に示すように、遮光部41aが径方向
貫通孔36内に突き出し、光路35を遮断し、このときのベ
ース21の高さ位置が記憶されて、試料28の高さが検出さ
れる。

第１図及び第２図より分かるように、室24内には試料28
の他には検出板40があるだけであり、室24内はこれらだ
けを収容しうる大きさで足り、室24の容積は従来のもの
より相当狭い。しかも、室24内に存在する物は少なく、
室24内の表面積も小さい。

このため、真空ポンプ43を駆動させて室24及び中空部33
内の空気を排気して室24及び中空部33内を真空とするに
要する時間は従来に比べて相当短くて済む。

従って、試料の検査効率が向上する。

またフォトカプラ34が室24の外部に設けられているた
め、室24内より室24外に引き出す配線が不要となり、室
24の気密性を向上させることが出来る。また、配線は全
て室24の外部で行なえばよく。フォトカプラ34の組立て
交換作業も簡単となる。

また第３図に示すように遮光物41内には貫通孔44が形成
してあり、室24と径方向貫通孔36とは連通している。従
って、検出板40の変位は差圧の影響を受けずに円滑に行
なわれる。

また中空部分33も室24の一部としてみることもできる。
この場合には室24は一部が突出した略Ｔ字形状となり、
この突出した部分に遮光物41が配されていることにな
る。

〔考案の効果〕

以上説明した様に、本考案によれば、試料交換用真空室
の容積を効果的に小さくすることが出来、この室を真空
にするための排気時間を効果的に短縮することが出来、
この結果、次々に行なう試料の検査を能率良く行なうこ
とが出来る。

また試料交換用真空室を小さくできたことにより、その
分電子ビームプロービング装置を小型とし得る。

また、フォトカプラを室の外部に設けたことにより、真
空漏れの無い特殊なコネクタが不要となり、組立配線作
業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の試料高さ検出機構の検出時
の状態を示す図、 第２図は本考案機構の検出前の状態を示す図、 第３図は第２図中試料高さ検出機構の要部を拡大して示
す図、 第４図は本考案機構を適用しうる電子ビームプロービン
グ装置の試料交換時の状態を示す図、 第５図は試料高さ検出時の状態を示す図、 第６図は試料検査時の状態を示す図、 第７図は従来の試料高さ検出機構の一例を示す図であ
る。 図おいて、 20は電子ビームプロービング装置、 21はベース、 22はXYステージ、 23は測定用真空室、 23は試料交換用真空室、 25は電子ビーム鏡筒、 26は試料搭載台、 27は弁、 28は試料、 30は試料高さ検出機構、 31は弁体、 32は弁軸、 33は中空部、 34はフォトカプラ、 35は光路、 36は径方向貫通孔、 37,38はガラス片、 39はガラス窓、 40は検出板、 41は遮光物、 41aは遮光部、 42は圧縮コイルばね、 43は真空ポンプ、 44は貫通孔 を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】試料の測定を行なう測定用真空室（23）に
   隣接する試料交換用真空室（24）内で試料搭載台（26）
   に取り付けられた試料（28）の高さを検出する機構にお
   いて、 フォトカプラ（34）を、上記試料交換用真空室（24）の
   外部に設け、 上記試料交換用真空室（24）内において上記試料（28）
   と当接して変位する検出板（40）に固着した遮光物（4
   1,41a）を、上記試料交換用真空室（24）外にまで延出
   させて設け、 上記遮光物（41,41a）が上記フォトカプラ（34）の光路
   （35）を遮断することにより上記試料の高さが検出され
   る構成の試料高さ検出機構。