JPS628523A - イオンビ−ムエツチング装置 - 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】 ［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。

［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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。