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公開番号2025148065
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048643
出願日2024-03-25
発明の名称試料検査システム
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H01J 37/16 20060101AFI20250930BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】試料検査システムに影響を与える外部磁場を遮蔽する磁気シールドに設けられた通気口を通過する磁場を極力小さくする。
【解決手段】本開示は、試料に荷電粒子線を照射して前記試料の画像を取得する荷電粒子線装置と、荷電粒子線装置を制御する全体制御装置と、荷電粒子線装置と全体制御装置とを収容するための内部空間を構成し、外部からの磁場を遮蔽するための磁気シールドと、磁気シールドの内部に空気を取り入れて磁気シールドの内部空間を冷却する空気冷却装置と、を備え、磁気シールドは、高導電性材料層と、高透磁率材料層とをそれぞれ1層以上含み、磁気シールドは、冷却のための空気の通気口を高導電性材料層と高透磁率材料層のそれぞれに有し、通気口が存在する部分の高導電性材料層と高透磁率材料層の間に空間的な隙間であるギャップを有する、試料検査システムを提案する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
試料に荷電粒子線を照射して前記試料の画像を取得する荷電粒子線装置と、
前記荷電粒子線装置を制御する全体制御装置と、
前記荷電粒子線装置と前記全体制御装置とを収容するための内部空間を構成し、外部からの磁場を遮蔽するための磁気シールドと、
前記磁気シールドの内部に空気を取り入れて前記磁気シールドの前記内部空間を冷却する空気冷却装置と、を備え、
前記磁気シールドは、高導電性材料層と、高透磁率材料層とをそれぞれ１層以上含み、
前記磁気シールドは、前記冷却のための空気の通気口を前記高導電性材料層と前記高透磁率材料層のそれぞれに有し、前記通気口が存在する部分の前記高導電性材料層と前記高透磁率材料層の間に空間的な隙間であるギャップを有する、試料検査システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記ギャップは、前記通気口の直径の１／１０以上の大きさで設置されている、試料検査システム。
【請求項３】
請求項１において、
前記磁気シールドは、前記通気口を有する第１磁気シールド部と、前記通気口を有さない第２磁気シールド部と、を含み、
前記第１磁気シールド部は、前記第２磁気シールド部とは別個独立して構成され、
前記第１磁気シールド部が前記第２磁気シールド部を構成する前記高導電性材料層の上、あるいは前記第２磁気シールド部を構成する前記高透磁率材料層の下の少なくとも１つに取り付けられて、前記ギャップが形成されている、試料検査システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記高導電性材料層は、前記第１磁気シールド部および前記第２磁気シールド部において、前記高透磁率材料層よりも厚く構成されている、試料検査システム。
【請求項５】
請求項３において、
前記第１磁気シールド部の材料は、前記第２磁気シールド部の材料とは異なる、試料検査システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２磁気シールド部は、前記第１磁気シールド部よりも剛性が高い材料で構成されている、試料検査システム。
【請求項７】
請求項１において、
前記磁気シールドは、前記通気口を有する第１磁気シールド部と、前記通気口を有さない第２磁気シールド部と、を含み、
前記第１磁気シールド部は、前記第２磁気シールド部とは別個独立して構成され、
前記第１磁気シールド部の前記高導電性材料層の厚さおよび材料は、前記第２磁気シールド部の前記高導電性材料層の厚さおよび材料と異なる、試料検査システム。
【請求項８】
請求項１において、
前記磁気シールドは、前記通気口を有する第１磁気シールド部と、前記通気口を有さない第２磁気シールド部と、を含み、
前記第１磁気シールド部は、前記第２磁気シールド部とは別個独立して構成され、
前記第１磁気シールド部の前記高透磁率材料層の厚さおよび材料は、前記第２磁気シールド部の前記高透磁率材料層の厚さおよび材料と異なる、試料検査システム。
【請求項９】
請求項１において、
前記磁気シールドは、前記通気口を有する第１磁気シールド部と、前記通気口を有さない第２磁気シールド部と、を含み、
前記磁気シールドの前記高導電性材料層および前記高透磁率材料層は、複数のサブフレームで構成されるフレームに固定されることで、前記荷電粒子線装置および前記全体制御装置を収容するための前記内部空間を構成し、
前記フレームにおける隣接する２つの前記サブフレーム間の距離は、前記第１磁気シールド部の端部に最近位の前記通気口間の長さよりも長く、
前記第１磁気シールド部は、複数の前記通気口が設けられている通気口形成領域と、前記通気口が設けられていない周縁領域と、を有し、
前記第１磁気シールド部は、前記周縁領域において、前記サブフレームと前記第２磁気シールド部に固定されている、試料検査システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１磁気シールド部の前記周縁領域における、前記第１磁気シールド部の端部に最近位の前記通気口の端から前記周縁領域の端までの距離は、前記サブフレームの短手方向の距離の２倍よりも大きい、試料検査システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、試料検査システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、急速に電子機器の発展が進み、半導体デバイスは電子機器を構成する重要な部品となっている。これまで、半導体デバイスの微細化は、半導体デバイスの高性能化・高機能化を達成し、電子機器の発展に大きく貢献してきた。その半導体の微細化に伴って、その製造工程を検査する走査電子顕微鏡（ＣＤ－ＳＥＭ）などの半導体検査装置においては、ウエハ上の５ｎｍオーダの回路パターン検査が要求されるようになり、それに伴い走査電子顕微鏡の解像度も今まで以上に微細な測定が必要となっている。走査電子顕微鏡が置かれる半導体工場では、ウエハを搬送するための搬送ロボットが装置近くを巡回し、隣接する場所には大出力のマイクロ波源を搭載する半導体エッチャーや、大型の紫外線レーザを搭載する露光機等が置かれる環境である。走査電子顕微鏡は、電子線を用いて微細なパターンを検査する装置であるが、そのような環境では電子線が外部からの磁場により外乱を受けることで画像が劣化するという不都合な現象が発生する。
【０００３】
画像を劣化させる磁場としては、地磁気的な直流の３０μＴ程度のものが従来は対象となっていたが、近年はオートメーション化に伴うウエハ搬送ロボットのサーボモータ等から発生する数１０ｋＨｚ程度の高周波のものまで対象となってきた。それらの直流から数１０ｋＨｚ程度までの周波数帯の磁場を走査電子顕微鏡に影響しないようにするために、装置外部を磁気シールドで遮蔽する構造とすることが検討されてきた。
【０００４】
また、走査電子顕微鏡では解像度を向上させるために、温度上昇に伴う視野のずれ等の発生も問題となる。そのため、温度変動を減らすために装置の冷却は重要となっている。局所的な冷却としては水冷等で行われるが、装置全体を一定温度に維持するための冷却は、装置全体を大量の空気を入れ替える空気冷却により実施される。この空気冷却のために、装置外部を取り囲む磁気シールドには、空気の通過するために通気口が設けられる。
【０００５】
上記装置外部を取り囲む磁気シールドについて、例えば、特許文献１は、高導電性材料層と磁性材料からなる多層構造の磁気シールドを開示する。また、特許文献２は、磁気シールドに通気口を設ける方法として、通気口を持つ二層の磁気シールド板の間にハニカムの構造材を挟んで、空気を流れるようにした磁気シールドを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－２８８３２８号公報
特開平８－１８６３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気シールドに空気を流すために通気口を持つことで外部からの磁場が通気口から装置内部に侵入することが分かってきた。従って、通気口を通過する磁場を小さくすることができる磁気シールドを安価に提供することが望まれている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１は、磁気シールドにおいて、冷却用の通気口による磁場の漏れの影響等について考慮していない。また、特許文献２に開示の磁気シールドによれば、通気口から磁気シールドの内部と外部の間で空気が流れるが、穴の大きさ、ハニカムの構造材の厚さ、二層の磁気シールドの材質等の記載、および通気口を通過する磁場を低減する効果についての記載がなく、磁気シールドの効果があるかどうかも分からない。
【０００９】
本開示は、このような状況に鑑み、試料検査システムに影響を与える外部磁場を遮蔽する磁気シールドに設けられた通気口を通過する磁場を極力小さくする技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示は、試料に荷電粒子線を照射して前記試料の画像を取得する荷電粒子線装置と、荷電粒子線装置を制御する全体制御装置と、荷電粒子線装置と全体制御装置とを収容するための内部空間を構成し、外部からの磁場を遮蔽するための磁気シールドと、磁気シールドの内部に空気を取り入れて磁気シールドの内部空間を冷却する空気冷却装置と、を備え、
磁気シールドは、高導電性材料層と、高透磁率材料層とをそれぞれ１層以上含み、
磁気シールドは、冷却のための空気の通気口を高導電性材料層と高透磁率材料層のそれぞれに有し、通気口が存在する部分の高導電性材料層と高透磁率材料層の間に空間的な隙間であるギャップを有する、試料検査システムを提案する。
（【００１１】以降は省略されています）

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