JPS628523A - Ion beam etching device - Google Patents

Ion beam etching device

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JPS628523A
JPS628523A JP14661785A JP14661785A JPS628523A JP S628523 A JPS628523 A JP S628523A JP 14661785 A JP14661785 A JP 14661785A JP 14661785 A JP14661785 A JP 14661785A JP S628523 A JPS628523 A JP S628523A
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JP
Japan
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magnetic
ion beam
ion
etching apparatus
beam etching
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Application number
JP14661785A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasue Sato
安栄 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To correctly measure the exposure of ion beams applied to a material, by arranging magnetic body around projected ion beam fluxes in a space defined between the ion draw-out electrodes and the material, and detecting the magnetic fluxes produced in the magnetic body as a current. CONSTITUTION:Ion beams taken out from an ion source 1 produces a magnetic field around the ion beams and magnetic fluxes thereof are passed through a magnetic circuit formed of a magnetic material 8 and a magnetic detector 9. The magnetic detector 9 serves to convert the magnetic fluxes into an electrical signal. According to this construction, the current value can be contained by measuring the electrical output of the magnetic detector 9, and the etching amount can be estimated correctly therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する分野] 本発明は、イオンビームエツチング装置に関し、特に、
半導体ウェハ等の試料へ照射されるイオン照射量をより
正確に計測できるようにしたイオンビームエツチング装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to an ion beam etching apparatus, and in particular,
The present invention relates to an ion beam etching apparatus that can more accurately measure the amount of ion irradiation applied to a sample such as a semiconductor wafer.

[従来技術] LSI等の半導体デバイスのりソグラフィ技術の超微細
加工化に伴い、エツチング工程のドライプロセスにおい
てそのエツチング量(深さ)の制御がますます重要にな
ってきている。特に、シリコン単結晶ウェハ上に形成さ
れた多結晶シリコン層をエツチングする際、下地の単結
晶シリコン層を傷つけないためにはエツチング終点を正
確に決定する必要がある。
[Prior Art] With the ultra-fine processing of semiconductor devices such as LSIs in lithography technology, control of the etching amount (depth) in the dry etching process has become increasingly important. In particular, when etching a polycrystalline silicon layer formed on a silicon single crystal wafer, it is necessary to accurately determine the etching end point in order not to damage the underlying single crystal silicon layer.

第2および第3図は、この種のエツチング工程で翔いら
れる従来のイオンビームエツチング装置の構成を示す。
FIGS. 2 and 3 show the construction of a conventional ion beam etching apparatus used in this type of etching process.

図において、1はイオン源、2(21,22)はイオン
引き出し電極群、3はウェハ、4はウェハホルダ、5は
電流計、6はファラデーカップである。7はイオンビー
ムを示す。
In the figure, 1 is an ion source, 2 (21, 22) is a group of ion extraction electrodes, 3 is a wafer, 4 is a wafer holder, 5 is an ammeter, and 6 is a Faraday cup. 7 indicates an ion beam.

これらのイオンビームエツチング装置においては、イオ
ン源1でエツチングガスをプラズマ化し引き出し電極群
2によって引き出したイオンをウェハ3に照射すること
によりエツチングを行なう。
In these ion beam etching apparatuses, etching is performed by converting etching gas into plasma using an ion source 1 and irradiating the wafer 3 with ions extracted by an extraction electrode group 2.

イオンの照射mはイオンの電流積分値に比例するから、
電流を測定することによって照射量を知ることができる
。
Since the ion irradiation m is proportional to the ion current integral value,
The amount of radiation can be determined by measuring the current.

ところで、第2図に示すように、ウェハホルダ電流れる
イオン電流を電流計5で検出する場合、検出された電流
値はホルダ4上のウェハ3以外の部分に入射したイオン
も含んでいる。従って、ウェハ3に入射したイオン量の
みを正確に求めることはできないという欠点があった。
By the way, as shown in FIG. 2, when the ion current flowing through the wafer holder current is detected by the ammeter 5, the detected current value also includes ions incident on a portion of the holder 4 other than the wafer 3. Therefore, there is a drawback that only the amount of ions incident on the wafer 3 cannot be accurately determined.

一方、第3図においては、エツチング開始前等、必要に
応じてファラデーカップ6を最終段の引き出し電極22
とウェハ3との間に入れ、イオンビーム7の一部をファ
ラデーカップ6で取り出し、この時ファラデーカップ6
に流れる電流を測定してエツチング中のイオン流密度値
を算出する。この場合、イオンビームの一部のみを測定
しイオン流密度を求めているので、試料に入射するイオ
ンの量を正確に測定することができないという欠点があ
った。また、実際にウェハ3への照射を行なっている最
中に測定する訳ではないので、イオンビームの変動もモ
ニタできなかった。
On the other hand, in FIG. 3, the Faraday cup 6 is attached to the final stage extraction electrode 22 as needed, such as before starting etching.
and the wafer 3, and take out a part of the ion beam 7 with the Faraday cup 6. At this time, the Faraday cup 6
The ion current density value during etching is calculated by measuring the current flowing through the etching. In this case, since only a portion of the ion beam is measured to determine the ion flow density, there is a drawback that the amount of ions incident on the sample cannot be accurately measured. Further, since the measurement was not performed while the wafer 3 was actually being irradiated, it was not possible to monitor fluctuations in the ion beam.

この他、ファラデーカップ6をイオンビームの周辺部に
装備し、エツチング中にイオン照tJ1mを測定する方
法も考えられるが、この場合も、イオンビームの一部を
検出し測定するので正確なイオン照射量の測定はできな
い。
Another possible method is to install a Faraday cup 6 around the ion beam and measure the ion irradiation tJ1m during etching, but in this case too, a part of the ion beam is detected and measured, so accurate ion irradiation can be achieved. Quantity cannot be measured.

以上のように、従来の装置は、正確なエツチング量が推
定できないという不都合があった。
As described above, the conventional apparatus has the disadvantage that it is not possible to accurately estimate the amount of etching.

[発明の目的] 本発明は、上述従来形の問題点に鑑み、ウェハ等の試料
(被エツチング部材)へのイオン照射量を正確に測定す
ることができるイオンビームエツチング装置を提供する
ことを目的とする。
[Object of the Invention] In view of the problems of the conventional method described above, an object of the present invention is to provide an ion beam etching apparatus that can accurately measure the amount of ion irradiation to a sample (member to be etched) such as a wafer. shall be.

し実施例の説明] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Explanation of Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係るイオンビームエツチ
ング装置の構成を示す。なお、第2図および第3図の従
来形と共通または対応する部分については同一の符号で
示す。第1図において、8は磁性体、9はホール素子等
の磁気検出器、10は信号増幅器、11はエツチング制
御器である。磁性体8および磁気検出器9はイオンビー
ム7を取巻く磁気回路を構成している。また、磁性体8
としては、パーマロイ、珪素鋼板またはフェライト等が
例示される。
FIG. 1 shows the configuration of an ion beam etching apparatus according to an embodiment of the present invention. Note that parts common or corresponding to those of the conventional type shown in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, 8 is a magnetic material, 9 is a magnetic detector such as a Hall element, 10 is a signal amplifier, and 11 is an etching controller. The magnetic body 8 and the magnetic detector 9 constitute a magnetic circuit surrounding the ion beam 7. In addition, magnetic material 8
Examples include permalloy, silicon steel plate, and ferrite.

第1図において、イオンrA1から引き出されたイオン
ビームは、イオンビームの回りに磁場を発生し、磁性体
8および磁気検出器9で構成される磁気回路中に磁束を
通す。この磁性体8は、イオンビームにより8発生する
磁場を集中させ外部からの影響を防ぐためのものである
。磁気回路の一部にはホール素子等の磁気検出器(磁気
センサ)9が設けられており、磁束を電気信号に変換す
る。
In FIG. 1, the ion beam extracted from ion rA1 generates a magnetic field around the ion beam, and passes a magnetic flux through a magnetic circuit composed of a magnetic body 8 and a magnetic detector 9. This magnetic body 8 is for concentrating the magnetic field generated by the ion beam and preventing external influences. A magnetic detector (magnetic sensor) 9 such as a Hall element is provided in a part of the magnetic circuit, and converts magnetic flux into an electric signal.

ここで、ホール素子を貫く磁束とその出力電流とは比例
する。また、上記の磁気回路を通る磁束の大きさは磁気
回路のリング内部を通るイオンビームの電流量に比例す
る。従って、ホール素子9の電気出力を測定することに
よって全イオンビームの電流値が得られ、全イオン照射
量を正確に測定することができ、それにより、エツチン
グ量を正確に推定することができる。
Here, the magnetic flux penetrating the Hall element and its output current are proportional. Further, the magnitude of the magnetic flux passing through the magnetic circuit is proportional to the amount of current of the ion beam passing inside the ring of the magnetic circuit. Therefore, by measuring the electrical output of the Hall element 9, the current value of the entire ion beam can be obtained, and the total ion irradiation amount can be accurately measured, thereby making it possible to accurately estimate the etching amount.

ホール素子9の出力は、信号増幅器10によって増幅さ
れエツチング制御部11に送られる。エツチング制御部
は、この値によりエツチング終点の判別等を行ないエツ
チング動作を制御する。なお、磁気検出器9としてはホ
ール素子の他、クレーマ型直流変流器等のようにコア(
磁性体8)内の直流磁束を直流電流に変換して出力する
ものを用いることができる。
The output of the Hall element 9 is amplified by a signal amplifier 10 and sent to an etching control section 11. The etching control section determines the etching end point based on this value and controls the etching operation. In addition to the Hall element, the magnetic detector 9 may also include a core (such as a Kramer type DC transformer).
It is possible to use a device that converts the DC magnetic flux in the magnetic body 8) into DC current and outputs the DC current.

本実施例によれば、ウェハ等を載置する試料ホルダをイ
オン照射量の測定に使用していないので、試料ホルダの
構造が簡単になる。また、ファラデーカップも使用して
いないので、真空中でのファラデーカップ移動機構も不
要である。
According to this embodiment, the sample holder on which the wafer or the like is placed is not used for measuring the ion irradiation amount, so the structure of the sample holder is simplified. Further, since a Faraday cup is not used, there is no need for a Faraday cup moving mechanism in vacuum.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、イオンビームエ
ツチング装置において、照射イオンビーム束の周囲に磁
性体と磁気検出器とを設けているので、ウェハ等の被エ
ツチング部材に照射するイオンビームの照射歯を正確に
測定することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, in the ion beam etching apparatus, since the magnetic material and the magnetic detector are provided around the irradiated ion beam flux, it is possible to It is possible to accurately measure the irradiation tooth of the ion beam.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例に係るイオンビームエツチ
ング装置の構成図、 第2図は、ウェハホルダに入射したイオン電流を測定す
る従来方式のエツチング装置の構成図、第3図は、ファ
ラデーカップによってイオン電流を測定する従来方式の
エツチング装置の構成図である。 1:イオン源、 2 (21,22) :イオン引き出し電極、3:ウェ
ハ、4:ホルダ、7:イオンビーム、8:磁性体、9:
磁気検出器、10:信号増幅部、11:エツチング制御
部。
FIG. 1 is a block diagram of an ion beam etching apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a conventional etching apparatus for measuring the ion current incident on a wafer holder, and FIG. 3 is a block diagram of a faraday etching apparatus. 1 is a configuration diagram of a conventional etching apparatus that measures ion current using a cup; FIG. 1: ion source, 2 (21, 22): ion extraction electrode, 3: wafer, 4: holder, 7: ion beam, 8: magnetic material, 9:
Magnetic detector, 10: signal amplification section, 11: etching control section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、引き出し電極によりイオン源から引き出したイオン
を試料に照射してエッチングを行なうイオンビームエッ
チング装置において、 上記イオン引き出し電極から上記試料までの間隙内で照
射イオンビーム束の周囲に磁性体を配設し、該磁性体内
に生じた磁束を電流として検出する手段を設けたことを
特徴とするイオンビームエッチング装置。 2、前記磁性体が、パーマロイ、珪素鋼板またはフェラ
イトである特許請求の範囲第1項記載のイオンビームエ
ッチング装置。 3、前記検出手段が、ホール素子またはクレーマ型直流
変流器を含むものである特許請求の範囲第1または2項
記載のイオンビームエッチング装置。
[Scope of Claims] 1. In an ion beam etching apparatus that performs etching by irradiating a sample with ions extracted from an ion source by an extraction electrode, the area around the irradiated ion beam bundle within the gap from the ion extraction electrode to the sample. An ion beam etching apparatus characterized in that a magnetic body is disposed in the ion beam etching apparatus, and a means for detecting magnetic flux generated in the magnetic body as an electric current is provided. 2. The ion beam etching apparatus according to claim 1, wherein the magnetic material is permalloy, silicon steel plate, or ferrite. 3. The ion beam etching apparatus according to claim 1 or 2, wherein the detection means includes a Hall element or a Kramer type DC transformer.
JP14661785A 1985-07-05 1985-07-05 Ion beam etching device Pending JPS628523A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007266365A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and method for measuring high-frequency current in plasma

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007266365A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and method for measuring high-frequency current in plasma

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