JPS63228558A - 電子ビ−ムテスタ - 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】 〔概要） 測定装置内の真空を破ることなく試料を交換するために
設けられている試料室のＯリングを試料取り出し口近く
の内側に設け、上下に移動する試料ステージの上面と接
するようにした電子ビームテスタ。

〔産業上の利用分野〕

本発明は測定試料の取り出し操作を容易にした電子ビー
ムテスタに関する。

多数の情報を迅速に処理する必要性から情報処理装置の
進歩は著しく、この主体を構成する半導体装置は単位素
子の小形化による大容量化が行われており、ＬＳＩ　Ｊ
ＰＶＬＳＩが実用化されている。

こ＼で、半導体装置の良否の判定にはＩＣテスタが使わ
れているが、構成素子の特性調査や不良原因の調査など
の目的には今までオシロスコープが用いられていた。

すなわち・、ＩＣパッケージに設けである多数の端子間
に信号電圧を印加して測定する方法では総合的な良否の
判定はできるもの＼、異常個所や異常状態を確実に調査
することはできない。

そこで、パッケージを分解して、半導体チンプを露出さ
せ、直接的に導体線路間や電極間の特性を測定して半導
体チップの不良原因を解析することが行われている。

本発明はこのような目的に使用する電子ビームテスタの
改良に関するものである。

〔従来の技術〕

ＩＣやＬＳＩなど半導体装置の解析に以前はオシロスコ
ープを用いて行っていた。

すなわち、マイクロマニピュレータなどを用いて半導体
チップ（以下略してチップ）の必要位置にプローブ（Ｐ
ｒｏｂｅ）を立て＼、接触点の動作波形を観測すること
によって不良原因の究明が行われていた。

然し、単位素子の小形化により導体線路のパターン幅が
２〜３μ糟にまで微少化してくると導体線路や電極にプ
ローブを立てるととが困難になり、その代わりとして電
子ビームテスタが使用されるようになった。

この方法は電子銃より発生する電子ビームをサブミクロ
ンにまで集束してチップの試験位置に当て、これから発
生する二次電子をエネルギー分析器を通して測定するこ
とにより、導体線路に印加されている電圧などを測定す
るものである。

第３図は電子ビームテスタの断面構造の模式図であって
、電子ビームの照射を行う測定室１．試料の交換を行う
試料室２およびＬＳＩテスタのテストヘッド部８とから
構成されている。

すなわち、試料室１には電子銃３とこれをサブミクロン
にまで集束が可能なレンズ系があり、対物レンズ４を通
して電子線が照射される。

一方、試料室２は測定室を含む装置内の真空を破らずに
試料の交換を行うもので、蓋５を開けて試験試料（以下
略して試料）６を試料ステージ７の上に置き、この試料
ステージ７を上下・左右に移動させで、対物にンズ４の
直下に位置決めし、テストヘッド８から試料の各端子に
信号を与えながら電子ビームを照射するよう構成されて
いる。

すなわち、試料ステージ７は図示を省略した上下駆動用
モータにより上下動が可能で、試料６の位置が装置台１
０の高さより下が９た状態で移動台１１ごとＯリング１
２で真空が保持された状態で水平方向に移動して対物レ
ンズ４の直下に位置決めし、電子ビームを照射し測定を
行っている。

そして、測定の終わった後は移動台１１を動かして試料
室２の位置にまで戻し、上下駆動用モータにより上昇せ
しめ、０リング１３で装置内の気密を保った状態でリー
クコック１４を開き、試料６の周囲を大気圧とした後に
蓋５を開け、試料６の交換を行っている。

このように試料６を交換する場合の装置内の気密封止は
試料ステージ７が嵌合して上下する試料室２の内壁に設
けられている０リング１３により行われているが、試料
ステージ７の上下動に際して０リング１３に接触する前
と後とでは負荷が変わるために上下動がスムーズに行わ
れないことが問題でありた・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上記したように電子ビームテスタにおいて、装置内を
真空状態に保ったま＼で試料の交換を行う方法として、
試料室２の内壁にＯリング１３を設け、このＯリング１
３が試料ステージ７０円筒部と圧接することにより真空
を保持する構造になっている。

然し、試料ステージ７のモータによる駆動にあたってＯ
リング１３に接触の前後では負荷が変わるため上下動が
スムーズに行われず、試料ステージ７の停止が起こりや
すい。

そこで、この段階で駆動回路の調整が必要となるが、調
整が非常に難しいことが問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は電子銃より電子ビームを試料に照射し、二
次電子の発生量を測定する′測定室と、この測定室に試
料を供給する試料室と、を備えてなる測定装置において
、 円筒形をした試料室の内壁に設けられており、この内壁
に嵌合して上下に移動する試料ステージを気密封止する
のに使用するＯリングが、この試料ステージ上面の円周
部が接するように、試料取り出し口近くの内側に設けら
れている電子ビームテスタにより解決することができる
。

〔作用〕

本発明は試料室２において、これに嵌合して上下するテ
スタ一部９の試料ステージ７と接触する０リング１３の
位置を変えることにより問題を解決するものである。

第２図は従来の真空保持構造の模式断面図で、同図（Ａ
）は試料ステージ７の０リング接触前、また同図（Ｂ）
は接触後の状態を示している。

なお、リークコックや試料ステージ内部の記入は省略し
である。

ここで、試料ステージ７は駆動モータにより上昇して０
リング１３に当たり、この側面が同図（Ｂ）に示すよう
にＯリング１３に圧接しながら上昇するためにモータの
負荷が変わり、そのために試料ステージ７の停止が起こ
っており、これを打開するために駆動電流を増す必要が
あった。

そこで、本発明はＯリングの設置位置を変え、試料ステ
ージ７の上面で接触させる構造とすることにより上記の
問題を解決するものである。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る真空保持機構の模式断面図であっ
て、同図（Ａ）はＯリング接触前、また同図（Ｂ）は接
触後の状態を示している。

この実施例においては試料室２を構成する円筒状の枠体
１５の上部をアーム状に形成し、この内側上部に０リン
グ１６を設けるものである。

このようにすると同図（Ｂ）に示すように試料ステージ
７の上面１７がＯリング１６と完全に接合するので気密
は完全であり、これにより試料室２の真空状態を維持す
ることができる。

このよう・にした後、゛図示を省略したリークコックを
開けて試料の周囲を大気圧に戻し、蓋５を開けて試料６
の交換を行えばよい。

なお、交換の後は排気系を切り換えて排気し、所定の気
圧にまで減圧した後に駆動モータを動作させ試料ステー
ジ７を降下させ、従来のように測定室にまで移動させば
よい。

なお、第１図の実施例においてはＯリング１６を設ける
アームを枠体１５の最上部に設けたが、最上部より少し
下がった位置に設けて型状とし、このアームの下に設け
てもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば試料交換のために試料ステージを試料室
内で上下動させる場合に、従来のように試料ステージの
側面が０リングと摩擦することがないので負荷変動がな
く、これによりスムーズな駆動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空保持構造の模式断面図、 第２図は従来の真空保持構造の模式断面図、第３図は電
子ビームテスタの模式断面図、である。 図において、 １は測定室、　　　　　　　２は試料室、５は蓋、　　
　　　　　　６は試料、 ７は試料ステージ、　　　　８はテストへノド、１０は
装置台、　　　　　　１１は移動台、１２、１３．１６
はＯリング、　　１５は枠体、１７は上面、 である。 （Ａノ ＪｔＡ乞杓　　　　　　　　　　　　　　　＃Ｍ、、東
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子銃より電子ビームを試料に照射し、二次電子の発生
   量を測定する測定室と、 該測定室に試料を供給する試料室と、 を備えてなる測定装置において、 円筒形をした試料室の内壁に設けられており、該内壁に
   嵌合して上下に移動する試料ステージを気密封止するの
   に使用するＯリングが、該試料ステージ上面の円周部が
   接するように、試料取り出し口近くの内側に設けられて
   いることを特徴とする電子ビームテスタ。