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半导体制造设备的磁场干扰消除对策

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主动磁场消除系统提升了SEM图像的精度和品质
半导体生产线上使用的SEM应用设备的观察图像中混入噪声,影响检测精度。
在设备内部安装由消磁线圈等构成的主动磁场消除系统,成功抵消了设备内外产生的交流(AC)磁场的干扰。
实施磁场干扰防护措施后,在不改变生产线布局的情况下减少了图像噪声,有效的提高了检测精度。

磁场对扫描电子显微镜(SEM)的影响

扫描电子显微镜(SEM)用聚焦电子束照射样品,并通过检测发射的二次电子来观察图像。主要是将样品置于高真空环境中,用电子束扫描样件,在每个坐标上构建并显示影像。由于使用的是电子束,高分辨率的电子束设备易受磁场干扰的影响。
本案例中,受设备内外产生的交流磁场的影响,扫描图象中混入平稳噪声,影响图像质量,导致测试精度下降。
设备和主动磁场消除系统的线圈安装示意图如图1所示。

  • 图1 设备及主动磁场消除系统线圈示意图(侧视图)

采用主动磁场消除系统后的效果

在设备内部安装主动磁场消磁系统的线圈(参见图1),实施交流磁场干扰防护措施。对策前后的SEM观察图像对比如图2所示,测试结果见表1,频谱测试数据如图3所示。
本案例中,设备内部的供电系统及周围安装的设备机器等产生的干扰磁场,造成了检测图像中混入了条纹噪声。
从表1可见,场地周围的磁场环境符合规范允许值。设备使用时,图像中有噪声混入,可推断设备的实际磁场灵敏度高于初始值(比允许值要求更高)。
采用主动磁场消除系统后,磁场强度降低到了1%以下,测试图像精度明显提高(见图2)。



图2 主动磁场消除系统使用前后的观察图像对比



表1 主动磁场消除系统的性能效果(频谱最大值参见图3)



图3 主动磁场消除系统使用前后的频谱比较

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