WO2014192379A1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

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真志 藤田
正弘 角田
勝則 小貫
克哉 相原
誠一 進藤
隆晃 西森
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Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus having a shield structure for suppressing the penetration of radio waves or the like into a charged particle beam apparatus, and in particular, irradiation of a charged particle beam to a sample and sample exchange are performed in parallel.
  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus including a shield structure that effectively suppresses intrusion of radio waves and the like.
  • a semiconductor manufacturing inspection apparatus When a semiconductor manufacturing apparatus using an electron beam, or a measurement / inspection apparatus (hereinafter referred to as a semiconductor manufacturing inspection apparatus) is affected by a magnetic field wave in the manufacturing line, the acquired sample image is distorted. As a result, an error occurs in the measured value, or measurement is impossible.
  • a semiconductor manufacturing line an electromagnetic field leaking from an adjacent apparatus or an electromagnetic field generated when an apparatus is operated automatically affects an electron beam, so that a semiconductor manufacturing inspection apparatus using an electron beam causes a measurement error. There is a case.
  • Patent Document 1 In order to reduce the influence of the electromagnetic field on the electron beam, in Patent Document 1, the influence of the electromagnetic field is reduced by covering the device with a shielding material. According to Patent Document 1, the leakage and inflow of an electromagnetic field in the apparatus is reduced by installing a door up-and-down mechanism made of a shielding material at a transfer port for transferring a sample into the apparatus. Moreover, in patent document 2, it seals without a gap
  • JP 2000-306971 A (corresponding US Pat. No. 6,800,803) JP 2006-340936 A (corresponding US Pat. No. 7,528,602)
  • Patent Document 1 discloses a technique for preventing leakage of electromagnetic waves to the outside by disposing an electromagnetic wave shielding plate between a sample transport path and an external atmosphere.
  • Patent Document 2 discloses a magnetic field measuring apparatus provided with a magnetic field shielding door to shield an external magnetic field.
  • a sample to be processed next is processed during a process using a charged particle beam in order to shorten the processing time. Processing to be introduced into the apparatus is performed.
  • a shielding member for example, a vacuum valve
  • a vacuum valve provided between a vacuum chamber and an atmospheric space is provided in order to secure a sample transport path during charged particle beam irradiation. It is necessary to open it. For this reason, it is difficult to always cover the sample transport path of the charged particle beam apparatus with a shielding member or the like. Therefore, there is a need for a technique for suppressing the influence of external electromagnetic waves even when the shielding member is located outside the transport path.
  • a charged particle beam apparatus equipped with a preliminary exhaust chamber has a state in which a vacuum valve provided between the preliminary exhaust chamber and the atmosphere is opened when a charged particle beam is irradiated. It is conceivable that the influence of the external electromagnetic wave on the charged particle beam changes because it is placed in two closed states. In particular, in a charged particle beam apparatus that requires reproducibility of measurement and inspection, it is desirable to suppress such a change in influence on the beam.
  • the vacuum chamber has an opening surrounding a sample transport path, and the conductive material disposed on the atmosphere side with the vacuum chamber.
  • the present invention proposes a charged particle beam device including a conductive material that conducts between members and surrounds the opening.
  • the vacuum chamber has an opening surrounding the sample transport path, and is disposed on the atmosphere side with the vacuum chamber.
  • the present invention proposes a charged particle beam apparatus in which a conductive sheet, a conductive mesh, or a plurality of conductive tapes provided with a plurality of openings are connected between conductive members.
  • FIG. 2 is an example of a configuration diagram of an electron microscope apparatus 100.
  • FIG. 2 is an example of connection of conductive materials in the electron microscope apparatus 100.
  • FIG. 2 is an example of a configuration diagram of an electron microscope apparatus 300.
  • FIG. 3 is an example of connection of conductive materials in the electron microscope apparatus 300.
  • the embodiment described below relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus including a preliminary exhaust chamber (vacuum chamber) for pre-exhausting a sample atmosphere before the sample is introduced into the sample chamber.
  • a preliminary exhaust chamber vacuum chamber
  • a sample atmosphere before the sample is introduced into the sample chamber.
  • an electron microscope which is one embodiment of the charged particle beam apparatus will be described as an example.
  • the present invention can be applied to other charged particle beam apparatuses such as an ion beam apparatus that irradiates a focused ion beam. is there.
  • An electron microscope equipped with a preliminary exhaust chamber can transport a semiconductor wafer (sample) to be inspected next into the apparatus during measurement or inspection using an electron beam. More specifically, after the processing on the sample in the sample chamber is completed, the sample chamber in the sample chamber can be evacuated in the preliminary exhaust chamber while the processing such as measurement and inspection is performed in the sample chamber. Immediately, the next sample can be introduced (sample exchange) into the sample chamber.
  • the electron microscope equipped with the preliminary exhaust chamber can achieve high throughput by performing the processing in the sample chamber and the preliminary exhaust together, but for that purpose, It is necessary to open the transfer port (opening) of the electron microscope device surrounding the sample transfer path.
  • a shielding material such as a vacuum valve acts as a barrier against electromagnetic waves between the atmosphere side where the electromagnetic wave generation source is located and the sample chamber where the irradiation target of the electron beam exists. If the mouth is open, the barrier will disappear. In the process of transporting the sample, a barrier cannot be provided, and it is difficult to always cover the electron microscope apparatus with a shielding material without a gap.
  • the periphery of the sample transfer port of the vacuum chamber and the conductive member of the sample transfer unit are connected by a conductive material.
  • This conductive material is installed without interfering with the movement trajectory of the sample.
  • FIG. 1 is an example of a configuration diagram of an electron microscope apparatus 100 for inspecting a semiconductor.
  • the electron microscope apparatus 100 includes an electron microscope main body 101 that inspects a semiconductor wafer, a sample transfer unit 102 that transfers the semiconductor wafer to the electron microscope main body 101, and a wafer storage pod 103 that stores the semiconductor wafer.
  • the electron microscope main body 101 is covered with a conductive material 105 such as iron or stainless steel, and has a transfer port 104 for transferring the semiconductor wafer to the electron microscope.
  • the sample transport unit 102 is covered with a grounded conductive material 106 made of a conductive material such as iron or stainless steel.
  • a vacuum chamber 107 (sample chamber) that is always in a vacuum state, and an electron gun 108 is installed above the vacuum chamber 107.
  • the vacuum chamber 107 maintains a vacuum state with a vacuum chamber pump 109 and a vacuum chamber valve 110. Since the semiconductor wafer in the wafer storage pod 103 on the atmosphere side cannot be directly transferred into the vacuum chamber 107, a vacuum control chamber 111 (preliminary exhaust) capable of creating an atmospheric state and a vacuum state is provided in the vacuum chamber 107. Room).
  • the vacuum control chamber 111 uses a vacuum control chamber pump 112, a leak valve 113 for supplying nitrogen, and a vacuum control chamber valve 114 to create a vacuum state and an atmospheric pressure state.
  • the pod door 115 of the sample transfer unit 102 is opened, and the transfer robot 116 takes out the semiconductor wafer from the wafer storage pod 103.
  • the transfer robot 116 transfers the semiconductor wafer to the vacuum control chamber 111 via the transfer port 104.
  • the electron microscope apparatus illustrated in FIG. 1 is provided with a control device (not shown), which includes an electron gun 108 (electron microscope body), a vacuum chamber pump 109, a vacuum chamber valve 110, a vacuum control chamber 112, The leak valve 113, the vacuum control chamber valve 114, the pod door 115, and the transfer robot 116 are controlled according to predetermined conditions.
  • the control device opens the vacuum control chamber valve 114, takes out the wafer from the wafer storage pod 103 by the transfer robot 116, loads the wafer into the vacuum control chamber 111 by the transfer robot 116, closes the vacuum control chamber valve 114, and controls the vacuum.
  • Vacuum pumping by the chamber pump 112 opening of the vacuum chamber valve 110, loading of a wafer into the vacuum chamber 107 by a robot (not shown) (replacement of the wafer if a wafer exists in the vacuum chamber 107), closing of the vacuum chamber valve 110 Then, the measurement process is sequentially performed by controlling the electron microscope body and the sample stage (not shown). After the measurement is completed, the above process is followed in reverse to house the wafer in the wafer storage pod 103.
  • the conveyance path is secured by opening the vacuum control chamber valve 114.
  • the control is performed so that the wafer is introduced, exchanged, or recovered by the transfer robot 116.
  • the electromagnetic field 117 from the outside flows into the electron microscope main body 101 at the transfer port 104, the electron gun This affects the electron beam emitted from 108.
  • the conductive material 118 connects the peripheral edge of the opening of the vacuum control chamber 111 and the conductive material 106 of the sample transport unit.
  • the vacuum control chamber 111, the conductive material 105 of the electron microscope main body, and the conductive material 106 of the sample transport unit need to be grounded.
  • the conductive material 106 is described as an example of the conductive member provided on the atmosphere side of the vacuum control chamber 111.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the transfer robot 116, the vacuum control chamber 111, Alternatively, another grounded conductive member may be provided, and the conductive material 118 may be connected to the conductive member.
  • FIG. 2 is an example of connection of the conductive material 118 in the electron microscope apparatus 100.
  • conductive tape 201 having a width of 50 mm is connected as six conductive materials.
  • the dimension of the interval between the conductive tapes 201 is important.
  • 202 in FIG. 2 is the distance between the conductive tapes.
  • the dimension obtained by adding 203 and 204 in FIG. 2 can be regarded as the distance between the conductive tapes.
  • the wavelength of the 200 MHz electromagnetic field is 1.5 m.
  • the interval between the conductive tapes is set so that at least the interval between the conductive tapes is 1 ⁇ 4 wavelength or less, that is, 0.375 m or less. It is more desirable that the interval is 1/10 wavelength or less of the wavelength of the electromagnetic field to be reduced.
  • strip-shaped conductive material As described above, by installing strip-shaped conductive material at appropriate intervals so as to surround the opening of the vacuum chamber, it is possible to allow external electromagnetic waves to enter the sample chamber without directly shielding the opening of the vacuum chamber. Can be suppressed.
  • a wide single conductive tape may be used and connected.
  • the sample transport unit 102 is a mini-environment system, it is necessary to use a conductive tape having a plurality of holes or a mesh-like conductive tape. .
  • a down flow with high cleanliness flows through the mini-environment type sample transport section by means of a filter and a fan.
  • the conductive material 106 and the vacuum control chamber 111 of the mini-environment sample transport unit are sealed with a single conductive tape, convection is generated in the vicinity of the opening 104 due to the downflow from the transport port 104, and foreign matter floats. To do. If the foreign matter adheres to the fine pattern on the semiconductor wafer while the semiconductor wafer is being conveyed, problems such as disconnection occur.
  • a conductive tape having a plurality of holes or a mesh-shaped conductive tape is used.
  • the circumferential length of the hole or the outer circumferential length of the opening of the mesh is set to a quarter wavelength or less of the electromagnetic wave to be reduced. If possible, 1/10 wavelength or less is more desirable.
  • the conductive tape illustrated in FIG. 2 is provided on each of the four sides of the vacuum chamber constituting the opening (sample transport port) of the vacuum chamber. That is, a plurality of conductive tapes are provided so as to surround the sample conveyance path of the vacuum chamber. As described above, there is an appropriate tape interval according to the frequency of the electromagnetic wave to be reduced. However, an apparatus for measuring a semiconductor wafer needs an opening corresponding to the diameter of the semiconductor wafer, which is expected to increase in size in the future. In addition, since there is also a size for securing a passing track of a transport mechanism for transporting a semiconductor wafer, it is desirable to reduce the interval between the tapes by providing at least one tape on each of at least four sides.
  • the conductive member described in the above embodiment can suppress the influence of electromagnetic waves on the electron beam.
  • the measurement reproducibility is further improved. It can also contribute to improvement.
  • a vacuum valve provided on the atmosphere side of the preliminary exhaust chamber may be open or closed. That is, the influence of the electromagnetic wave may change between when the valve is opened and when the valve is closed, and the presence of the electromagnetic wave may cause a decrease in measurement reproducibility.
  • FIG. 3 is an example of a configuration diagram of the electron microscope apparatus 300.
  • the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIG. 1 is omitted.
  • the electron microscope main body 101 is covered with a shielding material 301 such as aluminum or permalloy in order to reduce the influence of the electromagnetic field.
  • the shielding material 301 has a transfer port 104 for transferring a semiconductor wafer.
  • the conductive material 118 is connected to the shield 301.
  • the conveyance port 104 since the conveyance port 104 is large, the longitudinal dimension of the conductive material 118 exceeds 100 mm. In this case, the inflow of the electromagnetic field can be reduced by connecting the adjacent conductive materials 118 with another conductive material.
  • FIG. 4 is an example of connection of the conductive material 118 in the electron microscope apparatus 300.
  • a conductive tape 401 having a width of 50 mm is used as the conductive material.
  • the conductive tape 401 connects the vacuum control chamber 111 and the shield 301.
  • Adjacent conductive tapes 401 are connected by a conductive tape 402.
  • the outer peripheral lengths of the mesh-like gaps 403 and 404 surrounded by the shield 301, the vacuum control chamber 111, and the conductive tapes 401 and 402 are set to 1 ⁇ 4 wavelength or less of the wavelength of the electromagnetic field to be reduced. Connecting. If possible, further effects can be expected if the wavelength is 1/10 or less.
  • the number of the conductive tapes may be further increased to adjust the outer peripheral lengths of the mesh-like gaps 403 and 404 by the conductive tape.
  • the outer peripheral lengths of the mesh-like gaps formed by the conductive tape are set to different outer peripheral lengths. This is to prevent resonance due to electromagnetic waves having the same frequency and reduce the influence on the electron microscope.
  • Electron microscope apparatus 101 Electron microscope main body 102 Sample conveyance part 103 Wafer storage pod 104 Conveyance port 105 Conductive material 106 of an electron microscope main body 107 Conductive material 107 of a sample conveyance part Vacuum chamber 108 Electron gun 109 Vacuum chamber pump 110 Vacuum chamber valve 111 Vacuum control Chamber 112 Vacuum control chamber pump 113 Leak valve 114 Vacuum control chamber valve 115 Pod door 116 Transfer robot 117 Electromagnetic field 118 Conductive material 201 Conductive tape 202 Conductive tape interval 203 Conductive tape interval 204 Conductive tape interval 300 Electron microscope apparatus 301 Electron microscope main body shielding material 401 Conductive tape 402 Conductive tape 403 Gap due to conductive tape 404 Gap due to conductive tape

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Abstract

本発明は、真空バルブのような遮蔽部材の開放状態であっても、外部の電磁波の影響を抑制する荷電粒子線装置の提供を目的とする。 上記目的を達成するために、真空チャンバ（１１１）を備えた荷電粒子線装置において、前記真空チャンバは試料搬送経路を包囲する開口部（１０４）を有し、前記真空チャンバ（１１１）と、大気側に配置された導電部材（１０６）間を導通すると共に、前記開口部（１０４）を包囲する導電材（１１８）を備えた荷電粒子線装置を提案する。本発明によれば搬送経路を経由した試料室への電磁波（１１７）の到達を抑制することが可能となる。

Description

荷電粒子線装置
　本発明は、荷電粒子線装置内への電波等の侵入を抑制するためのシールド構造を備えた荷電粒子線装置に係り、特に試料に対する荷電粒子ビームの照射と、試料交換が並行して行われる荷電粒子線装置において、電波等の侵入を効果的に抑制するシールド構造を備えた荷電粒子線装置に関する。
　電子線を用いた半導体製造装置、または測定、検査装置（以下、半導体製造検査装置という。）は、製造ラインにおける磁場波の影響を受けた場合に、取得した試料画像にゆがみが生じる。この結果、測定値に誤差が発生する、または測定が不可能となる。特に半導体の製造ラインにおいては、隣接された装置から漏洩する電磁場、または、装置を自動化運転する際に生じる電磁場が、電子線に影響するため電子線を用いた半導体製造検査装置は測定誤差を生じる場合がある。
　電磁場による電子線への影響を低減するために、特許文献１では、装置を遮蔽材で覆うことで電磁場の影響を低減している。特許文献１によると、試料を装置内に搬送する搬送口に、遮蔽材で構成されたドア上下機構を設置することにより、装置内の電磁場の漏洩、および流入を低減している。また、特許文献２では、磁場遮蔽装置の本体と扉との隙間に電気的、または磁気的に接続する部材で隙間なく密封し、遮蔽効果が高い磁場遮蔽装置を構成している。
特開２０００－３０６９７１号公報（対応米国特許ＵＳＰ６，８００，８０３） 特開２００６－３４０９３６号公報（対応米国特許ＵＳＰ７，５２８，６０２）
　特許文献１には、試料の搬送経路と、外部雰囲気との間に電磁波遮蔽板を配置することによって、電磁波の外部への漏洩を防止する手法が開示されている。また、特許文献２には、外部磁場を遮蔽すべく、磁場遮蔽扉を設けた磁場計測装置が開示されている。
　一方、半導体ウェハー等を測定、或いは検査する電子顕微鏡装置に代表される荷電粒子線装置おいては、処理時間を短縮するために、荷電粒子ビームを用いた処理中に、次に処理する試料を装置内に導入する処理が行われている。このような処理を行う荷電粒子線装置の場合、荷電粒子ビーム照射中に、試料の搬送経路を確保するために、真空室と大気空間との間に設けられた遮蔽部材（例えば真空バルブ）を開放する必要がある。このことから、荷電粒子線装置の試料の搬送経路を常時遮蔽部材等で覆うことは困難である。よって、遮蔽部材が搬送経路外に位置する場合であっても、外部の電磁波の影響を抑制する手法が求められる。
　また、高スループットを実現すべく、予備排気室を備えた荷電粒子線装置は、荷電粒子ビームを照射しているときに、予備排気室と大気間に設けられた真空バルブが開放された状態と、閉じられた状態の２つの状態に置かれるため、外部の電磁波の荷電粒子ビームへの影響が変化することが考えられる。特に測定や検査の再現性が求められる荷電粒子線装置では、このようなビームへの影響の変化を抑制することが望ましい。
　以下に、試料室に試料が存在する状態で、他の試料の搬送経路を確保すべく、遮蔽部材を開閉する荷電粒子線装置において、遮蔽部材の開放状態であっても、外部の電磁波の影響を抑制することを目的とする荷電粒子線装置について説明する。
　上記目的を達成するための一態様として、真空チャンバを備えた荷電粒子線装置において、前記真空チャンバは試料搬送経路を包囲する開口部を有し、前記真空チャンバと、大気側に配置された導電部材間を導通すると共に、前記開口部を包囲する導電材を備えた荷電粒子線装置を提案する。
　また、上記目的を達成するための一態様として、真空チャンバを備えた荷電粒子線装置において、前記真空チャンバは試料搬送経路を包囲する開口部を有し、前記真空チャンバと、大気側に配置された導電部材間を、複数の開口が設けられた導電性シート、導電性メッシュ、或いは複数の導電性テープを用いて接続した荷電粒子線装置を提案する。
　上記構成によれば、試料搬送経路を確保するために、真空チャンバの遮蔽部材が開放された状態であっても、搬送経路を経由した試料室への電磁波の到達を抑制することが可能となる。
電子顕微鏡装置１００の構成図の例である。 電子顕微鏡装置１００における導電材の接続の例である。 電子顕微鏡装置３００の構成図の例である。 電子顕微鏡装置３００における導電材の接続の例である。
　以下に説明する実施例は、荷電粒子線装置に係り、特に試料を試料室に導入する前に、試料雰囲気を予備排気する予備排気室（真空チャンバ）を備えた荷電粒子線装置に関するものである。なお、以下の説明では荷電粒子線装置の一態様である電子顕微鏡を例に採って説明するが、集束したイオンビームを照射するイオンビーム装置等の他の荷電粒子線装置への適用も可能である。
　予備排気室を備えた電子顕微鏡は、電子ビームを用いた測定、或いは検査中に、次に検査する半導体ウェハー（試料）を装置内へ搬送することができる。より具体的には、試料室内で測定や検査等の処理が行われている過程で、他の試料雰囲気の真空排気を予備排気室内で行うことができるため、試料室内での試料に対する処理終了後、すぐに試料室への次の試料の導入（試料交換）を行うことができる。
　以上のように、予備排気室を備えた電子顕微鏡は、試料室内での処理と、予備排気を併せて行うことによって、高スループット化を実現することができるが、そのために試料処理に併せて、試料搬送経路を包囲する電子顕微鏡装置の搬送口（開口）を開く必要がある。搬送口が閉じている場合は、真空バルブ等の遮蔽材が、電磁波の発生源がある大気側と、電子ビームの被照射対象が存在する試料室との間における電磁波に対する障壁となるが、搬送口が開放されている場合、その障壁がなくなることになる。試料が搬送されている過程においては、障壁を設けることはできず、常時、遮蔽材で電子顕微鏡装置を隙間なく覆うことは困難である。
　また、電磁波の影響を抑制すべく、試料室での処理が終了するまで、次に処理する試料を装置内に搬送しないという方法もある。この方法であれば、処理中、装置は常に遮蔽材で覆われているため、電磁場の影響を受けない。しかし、処理時間は著しく増加するため、生産性が低下する。
　以下に説明する実施例では、高スループットと電磁波の影響の抑制の両立を実現すべく、例えば真空チャンバの試料搬送口の周縁と前記試料搬送部の導電部材との間を、導電材で接続する。この導電材は試料の移動軌道に干渉することなく設置される。
　上記構成により、装置の搬送口を遮蔽材で隙間なく覆うことなく、電磁場の影響を低減することが可能となる。そのため、処理中の試料を装置内に搬送した場合でも、測定値等に電磁場の影響を受けずに、処理時間が増加しない装置を提供することが可能となる。
　以下、実施例に関して図面を用いて説明する。
　本実施例では、半導体ウェハーを検査する電子顕微鏡装置１００の例を説明する。図１は、半導体を検査する電子顕微鏡装置１００の構成図の例である。電子顕微鏡装置１００は、半導体ウェハーを検査する電子顕微鏡本体１０１と、電子顕微鏡本体１０１に半導体ウェハーを搬送する試料搬送部１０２と、半導体ウェハーを格納するウェハー格納ポッド１０３から構成される。
　電子顕微鏡本体１０１は、鉄、ステンレスなどの導電材１０５で覆われており、半導体ウェハーを電子顕微鏡に搬送するための搬送口１０４を有している。同様に試料搬送部１０２は、鉄、ステンレスなどの導電材で構成された接地された導電材１０６で覆われている。
　電子顕微鏡本体の導電材１０５の内部には、常時真空状態となっている真空チャンバ１０７（試料室）と、真空チャンバ１０７の上部に電子銃１０８が設置されている。真空チャンバ１０７は、真空チャンバポンプ１０９と真空チャンババルブ１１０で真空状態を維持している。大気側にあるウェハー格納ポッド１０３内の半導体ウェハーを真空チャンバ１０７内に直接搬送することはできないため、真空チャンバ１０７には、大気状態と真空状態を作り出すことが可能な真空制御チャンバ１１１（予備排気室）が隣接している。真空制御チャンバ１１１は、真空制御チャンバポンプ１１２と窒素を供給するリークバルブ１１３、そして真空制御チャンババルブ１１４を使用し、真空状態と大気圧状態を作り出している。
　ウェハー格納ポッド１０３に格納された半導体ウェハーを真空チャンバ１０６に入れる際には、試料搬送部１０２のポッドドア１１５を開き、搬送ロボット１１６が半導体ウェハーをウェハー格納ポッド１０３から取り出す。搬送ロボット１１６は搬送口１０４を経由して、半導体ウェハーを真空制御チャンバ１１１に搬送する。
　図１に例示する電子顕微鏡装置には図示しない制御装置が設けられており、当該制御装置は、電子銃１０８（電子顕微鏡鏡体）、真空チャンバポンプ１０９、真空チャンババルブ１１０、真空制御チャンバ１１２、リークバルブ１１３、真空制御チャンババルブ１１４、ポッドドア１１５、及び搬送ロボット１１６を所定条件に従って制御する。制御装置は、真空制御チャンババルブ１１４の開放、搬送ロボット１１６によるウェハー格納ポッド１０３からのウェハーの取り出し、搬送ロボット１１６によるウェハーの真空制御チャンバ１１１への搬入、真空制御チャンババルブ１１４の閉鎖、真空制御チャンバポンプ１１２による真空排気、真空チャンババルブ１１０の開放、図示しないロボットによるウェハーの真空チャンバ１０７への搬入（真空チャンバ１０７内にウェハーが存在する場合は、ウェハーの交換）、真空チャンババルブ１１０の閉鎖、電子顕微鏡鏡体と図示しない試料ステージの制御による測定処理の実行を順に行う。測定終了後は、上記工程を逆に辿ってウェハーをウェハー格納ポッド１０３に収容する。
　ここで、装置の高スループット化を実現するために、ウェハーが試料室内に存在し、測定処理（ビーム照射処理）が行われている間に、真空制御チャンババルブ１１４の開放による搬送経路の確保と、搬送ロボット１１６によるウェハーの導入、交換、或いは回収が行われるように制御装置による制御が行われるが、搬送口１０４では、外部からの電磁場１１７が電子顕微鏡本体１０１内に流入するため、電子銃１０８から照射される電子線に影響する。
　本実施例では、電磁場１１７の流入を低減するため、真空制御チャンバ１１１の開口部の周縁と試料搬送部の導電材１０６とを導電材１１８で接続する。このとき、真空制御チャンバ１１１と電子顕微鏡本体の導電材１０５と試料搬送部の導電材１０６は、それぞれアース接続される必要がある。なお、以下の実施例では、真空制御チャンバ１１１の大気側に設けられた導電部材として導電材１０６を例にとって説明するが、これに限られる事はなく、例えば搬送ロボット１１６と真空制御チャンバ１１１との間に別の接地された導電部材を設け、当該導電部材に導電材１１８を接続するようにしても良い。
　図２は、電子顕微鏡装置１００における導電材１１８の接続の例である。図２の例では、導電材として幅５０ｍｍの導電性テープ２０１を６箇所接続している。外部から流入する電磁波を低減するには、導電性テープ２０１の間隔の寸法が重要である。隣り合った導電性テープが水平方向にある場合は、図２の２０２が導電性テープの間隔寸法となる。
　一方、隣り合った導電性テープが水平方向にない場合は、図２の２０３と２０４を足した寸法が導電テープの間隔寸法とみなすことができる。例えば、２００ＭＨｚ以下の電磁波を低減する場合には、２００ＭＨｚの電磁場の波長は１．５ｍである。少なくとも導電性テープの間隔が１／４波長以下、すなわち０．３７５ｍ以下となるように導電性テープの間隔を設定する。間隔は、低減したい電磁場の波長の１／１０波長以下であればさらに望ましい。
　以上のように適正な間隔で帯状の導電材を、真空チャンバの開口部を包囲するように設置することによって、真空チャンバの開口部を直接遮蔽することなく、外部の電磁波の試料室への侵入を抑制することが可能となる。
　なお、複数の導電性テープを真空制御チャンバ１１１と試料搬送部１０２の導電材１０６に接続する代わりに、広い1枚の導電性テープで使用して接続しても構わない。
　１枚の導電性テープを使用する場合には、試料搬送部１０２がミニエンバイロメント方式であれば、複数の穴が空いている導電性テープ、またはメッシュ状の導電性テープを使用する必要がある。ミニエンバイロメント方式の試料搬送部の内部には、フィルタとファンにより高清浄度のダウンフローが流れている。ミニエンバイロメント方式の試料搬送部の導電材１０６と真空制御チャンバ１１１を１枚の導電性テープで密封すると、搬送口１０４からのダウンフローによって、開口部１０４付近に対流が発生し、異物が浮遊する。この異物が半導体ウェハーを搬送中、半導体ウェハー上の微細パターンに付着すると断線等の不具合を生じる。このため、１枚の導電性テープを使用する場合には、複数の穴が空いている導電性テープ、またはメッシュ状の導電性テープ使用する。穴の円周長さ、またはメッシュの開口部の外周長さは、低減したい電磁波の１／４波長以下にする。可能であれば、１／１０波長以下であればさらに望ましい。
　なお、帯状の導電性テープは、可撓性部材で構成することによって、試料搬送部１０２（ミニエン）と、電子顕微鏡本体との間の振動の伝播を抑制することが可能となる。その場合、導電性テープを例えば導電性の繊維（糸）を編みこむことによって作成された導電性布や、導電性部材をコーティングした薄いシート状部材等を適用すると良い。また、可撓性部材に替えて剛性の高い部材を採用する場合、当該高剛性部材と、真空チャンバ及び／又はミニエンとの間に導電性の緩衝材を介在させることによっても振動の伝播を抑制することが可能となる。
　なお、図２に例示する導電性テープは、真空チャンバの開口（試料搬送口）を構成する真空チャンバの４つの辺のそれぞれに設けられている。即ち真空チャンバの試料搬送経路を包囲するように、複数の導電性テープが設けられている。上述のように、低減したい電磁波の周波数に応じた適正なテープ間間隔が存在するが、半導体ウェハーを測定する装置では、今後益々大型化が予想される半導体ウェハー径に対応した開口が必要であり、また、半導体ウェハーを搬送するための搬送機構の通過軌道を確保するため大きさもあるため、少なくとも４つの辺のそれぞれに少なくとも１つのテープを設けることによって、テープ間間隔を狭めることが望ましい。
　また、上述の実施例にて説明した導電性部材は、電子ビームへの電磁波の影響を抑制することが可能であるが、半導体デバイス等の測定や検査を行う装置では、更に測定の再現性の向上にも寄与できる。予備排気室を備えた電子顕微鏡では、電子ビームが照射されているとき、予備排気室の大気側に設けられた真空バルブは、開放されている場合と、閉鎖されている場合がある。即ち、電磁波の影響がバルブ開放時と閉鎖時で変化する可能性があり、電磁波の存在が、測定再現性を低下させてしまう要因になる可能性がある。本願発明によれば、真空バルブの開閉に係らず、真空チャンバの開口を通過する電磁波を抑制することが可能となるため、真空バルブの開閉に伴う電磁波の変化を抑制でき、結果として測定再現性の向上に寄与することが可能となる。
　本実施例では、搬送口１０４の開口面積が大きい場合において電磁場の流入を低減する電子顕微鏡装置３００の例を説明する。搬送ロボット１１６の可動範囲が広く、多関節ロボットの場合には、干渉を防ぐために搬送口１０４を大きくする必要がある。
　図３は、電子顕微鏡装置３００の構成図の例である。図１の電子顕微鏡装置１００のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　電子顕微鏡本体１０１は、電磁場の影響を低減するためアルミ、パーマロイ等の遮蔽材３０１で覆われている。遮蔽材３０１には、半導体ウェハーを搬送するための搬送口１０４を有する。導電材１１８は、シールド３０１と接続されている。電子顕微鏡装置３００では、搬送口１０４が大きいために、導電材１１８の長手寸法が１００ｍｍを超える。この場合には、隣り合った導電材１１８を別の導電材でつなぐことで電磁場の流入を低減することができる。
　図４は、電子顕微鏡装置３００における導電材１１８の接続の例である。図２と同様、導電材として幅５０ｍｍの導電性テープ４０１を使用する。導電性テープ４０１は真空制御チャンバ１１１とシールド３０１とを接続している。隣り合った導電性テープ４０１は、導電性テープ４０２で接続されている。このとき、シールド３０１と、真空制御チャンバ１１１と、導電性テープ４０１、４０２で囲まれる網目状の隙間４０３、４０４の外周長さを、低減したい電磁場の波長の１／４波長以下となるように接続する。可能であれば、１／１０波長以下であればさらに効果が期待できる。当然のことながら、導電性テープの数をさらに増やして、導電性テープによる網目状の隙間４０３、４０４の外周長さを調節してよい。
　導電性テープの効果を高めるため、導電性テープによる網目状の隙間の外周長さは、それぞれ異なる外周長さに設定する。これは、同じ周波数の電磁波による共振を防ぎ、電子顕微鏡への影響を低減するためである。
　以上の実施例を用いることで、真空チャンバと試料搬送部を用いた電子顕微鏡において、搬送口を遮蔽材で隙間なく覆うことなく、電磁場の影響を低減することが可能となる。
１００　電子顕微鏡装置
１０１　電子顕微鏡本体
１０２　試料搬送部
１０３　ウェハー格納ポッド
１０４　搬送口
１０５　電子顕微鏡本体の導電材
１０６　試料搬送部の導電材
１０７　真空チャンバ
１０８　電子銃
１０９　真空チャンバポンプ
１１０　真空チャンババルブ
１１１　真空制御チャンバ
１１２　真空制御チャンバポンプ
１１３　リークバルブ
１１４　真空制御チャンババルブ
１１５　ポッドドア
１１６　搬送ロボット
１１７　電磁場
１１８　導電材
２０１　導電性テープ
２０２　導電性テープの間隔
２０３　導電性テープの間隔
２０４　導電性テープの間隔
３００　電子顕微鏡装置
３０１　電子顕微鏡本体の遮蔽材
４０１　導電性テープ　
４０２　導電性テープ
４０３　導電性テープによる隙間
４０４　導電性テープによる隙間

Claims (11)

  1. 　真空チャンバを備えた荷電粒子線装置において、前記真空チャンバは試料搬送経路を包囲する開口部を有し、前記真空チャンバと、大気側に配置された導電部材間を導通すると共に、前記開口部を包囲する導電材を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記真空チャンバは予備排気室であることを特徴とする荷電粒子線装置。
  3. 　請求項２において、
    　前記予備排気室は、当該予備排気室内空間と前記大気との間の空間を遮断する真空バルブを有し、前記荷電粒子線装置の試料室内に試料が位置する間に、当該真空バルブを開放、及び／又は閉鎖する制御装置を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
  4. 　請求項１において、
    　前記導電材は、複数の帯状の導電性テープであって、前記真空チャンバの大気側の開口を形成する４つの辺ごとに設けられることを特徴とする荷電粒子線装置。
  5. 　請求項４において、
    　前記複数の導電性テープ間の間隔は、遮蔽する電磁波の周波数帯に応じて設定されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  6. 　請求項１において、
    　前記導電体は、複数の開口が設けられたシート、或いはメッシュであることを特徴とする荷電粒子線装置。
  7. 　請求項６において、
    　前記複数の開口は、遮蔽する電磁波の周波数帯域に応じて設定されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  8. 　請求項６において、
    　前記メッシュの開口部の外周部長さは、遮断する電磁波の周波数帯域に応じて設定されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  9. 　真空チャンバを備えた荷電粒子線装置において、前記真空チャンバは試料搬送経路を包囲する開口部を有し、前記真空チャンバと、大気側に配置された導電部材との間は、複数の開口が設けられた導電性シート、導電性メッシュ、或いは複数の導電性テープによって接続されることを特徴とする荷電粒子線装置。
  10. 　請求項９において、
    　前記真空チャンバは予備排気室であることを特徴とする荷電粒子線装置。
  11. 　請求項１０において、
    　前記予備排気室は、当該予備排気室内空間と前記大気との間の空間を遮断する真空バルブを有し、前記荷電粒子線装置の試料室内に試料が位置する間に、当該真空バルブを開放、及び／又は閉鎖する制御装置を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
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