JP2009009903A - Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009009903A JP2009009903A JP2007172523A JP2007172523A JP2009009903A JP 2009009903 A JP2009009903 A JP 2009009903A JP 2007172523 A JP2007172523 A JP 2007172523A JP 2007172523 A JP2007172523 A JP 2007172523A JP 2009009903 A JP2009009903 A JP 2009009903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- aperture
- ion beam
- size
- openings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24507—Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation
- H01J2237/24514—Beam diagnostics including control of the parameter or property diagnosed
- H01J2237/24528—Direction of beam or parts thereof in view of the optical axis, e.g. beam angle, angular distribution, beam divergence, beam convergence or beam landing angle on sample or workpiece
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a beam amount measuring apparatus and a semiconductor device manufacturing method.
例えば、半導体ウェーハに不純物イオンを注入するイオン注入工程においては、イオンビームの照射量を所望の値に制御することが重要である。そこで、半導体ウェーハにイオンビームを照射する前と照射中のいずれか、または両方において、イオンビームの照射量を測定し、これに基づいて照射量(照射時間)の制御を行っている。例えば、特許文献1では、ファラデーカップを用いてイオンビームの照射量を測定している。
For example, in an ion implantation process for implanting impurity ions into a semiconductor wafer, it is important to control the ion beam irradiation amount to a desired value. Therefore, the ion beam irradiation amount is measured before or during irradiation of the semiconductor wafer with the ion beam, and the irradiation amount (irradiation time) is controlled based on the measured ion beam irradiation amount. For example, in
イオンビームの測定において、測定における外乱防止や、イオンビームが測定子以外の領域に照射されることによる測定装置のダメージ(劣化)を防ぐため、測定子以外の領域へのイオンビームの照射を制限(遮蔽)するアパーチャーを用いることがある。アパーチャーは開口が形成されたプレート状を呈し、イオンビームは開口を通過して測定子に至る。 In ion beam measurement, in order to prevent disturbance in measurement and to prevent damage (deterioration) of the measurement device due to irradiation of the ion beam to areas other than the probe, ion beam irradiation to areas other than the probe is limited. A (shielding) aperture may be used. The aperture has a plate shape with an opening, and the ion beam passes through the opening and reaches the probe.
アパーチャーを使ったイオンビームの測定を繰り返し行っていくと、イオンビームによって開口縁部が削れて、開口の大きさが大きくなってしまうことがある。なお、開口縁部に異物が付着するなどして開口の大きさが小さくなる場合もある。開口寸法の変動はそのままイオンビーム量の測定誤差となってあらわれ、この測定値をイオン注入量評価の目安として用いると、半導体製品の品質に影響を及ぼす場合がある。これを防ぐめ、所定期間使用したアパーチャーは正規の開口寸法を持った新品に交換しなければならない。この交換周期は、開口劣化による測定誤差を未然に防止するため、比較的短めに設定しており、まだ劣化していないのにアパーチャー交換しなければならないこともあり、定期メンテナンスが無駄に多くなりがちであった。
本発明は、アパーチャーの開口の大きさの変動量に依存しない正確な測定を行えるビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法を提供する。 The present invention provides a beam amount measuring apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of performing an accurate measurement independent of the amount of variation in the aperture opening size.
本発明の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも2つの開口を有するアパーチャーと、前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する演算装置と、を備えたことを特徴とするビーム量測定装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an aperture having at least two apertures of different sizes, a probe that can measure the amount of the beam that has passed through each of the apertures, a measurement value of the probe, and the aperture There is provided a beam amount measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates a beam amount that does not depend on a variation amount of the opening size based on an initial value of the size of the aperture.
また、本発明の他の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも2つの開口を有するアパーチャーと、前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記ビームが照射される部分の形状の変動量を算出する演算装置と、を備えたことを特徴とするビーム量測定装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, an aperture having at least two apertures of different sizes, a probe that can measure the amount of the beam that has passed through each of the apertures, and a measurement value of the probe And an arithmetic unit that calculates the amount of variation in the shape of the portion irradiated with the beam based on the initial value of the size of the opening. .
また、本発明のさらに他の一態様によれば、大きさの異なる少なくとも2つ以上の開口を有するアパーチャーを通過したビーム量を測定する工程と、前記各開口を通過して測定されたビーム量の各測定値と、前記各開口の大きさの初期値を用いて、前記各開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する工程と、前記算出された開口の大きさの変動量に依存しないビーム量の大きさを用いて、処理基板にビームを照射する処理時間を算出する工程と、前記算出された処理時間の間、前記処理基板にビームを照射する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a step of measuring a beam amount that has passed through an aperture having at least two openings having different sizes, and a beam amount measured through each of the openings. Calculating a beam amount not dependent on a variation amount of each aperture size using each measured value and an initial value of each aperture size, and a variation amount of the calculated aperture size And a step of calculating a processing time for irradiating the processing substrate with the beam using a beam amount that does not depend on the beam, and a step of irradiating the processing substrate with the beam during the calculated processing time. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.
本発明によれば、アパーチャーの開口の大きさの変動量に依存しない正確な測定を行えるビーム量測定装置及び半導体装置の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the beam amount measuring apparatus and semiconductor device which can perform the exact measurement which does not depend on the variation | change_quantity of the magnitude | size of the aperture opening of an aperture are provided.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、半導体ウェーハにイオンビームを照射してイオンを注入する工程に用いるイオンビーム量の測定を一例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, measurement of the amount of ion beam used in the step of implanting ions by irradiating a semiconductor wafer with an ion beam will be described as an example.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a beam amount measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係るビーム量測定器は、大きさ(平面面積)の異なる2つの開口11、12を有するアパーチャー10と、2つの開口11、12のそれぞれに対応して設けられた2つの測定子15、16と、測定子15、16の出力信号(測定値)が入力され後述する演算を行う演算装置18とを備える。
The beam amount measuring device according to the present embodiment includes an
アパーチャー10はプレート状を呈し、アパーチャー10の一方の面側にはイオンビーム100の照射源(図示省略)が設けられ、他方の面側に測定子15、16がそれぞれ開口11、12に対向する位置に設けられている。各測定子15、16は例えばファラデーカップであり、それぞれ、各開口11、12を通過したイオンビーム100の量を測定する。
The
アパーチャー10は、測定子15、16以外の領域へのイオンビーム100の照射を制限(遮蔽)する。これにより、測定における外乱が防止され、また、イオンビーム100が測定子15、16以外の領域に照射されることによる測定装置のダメージ(劣化)が防止される。
The
一般に、イオンビームの測定を繰り返し行っていくと、図2において破線で表すように、イオンビーム100によって開口11、12が削れて、開口11、12の大きさが大きくなってしまう。なお、開口縁部に異物が付着するなどして開口11、12の大きさが小さくなる場合もある。開口11、12の大きさが変動してしまうと、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量は一定であるにもかかわらず、測定されるイオンビーム量が開口11、12の形状変化と共に変化してしまい、その測定値に基づいて判断されるウェーハ上へのイオンビーム照射量の制御に誤った判断なされる。
In general, when ion beam measurement is repeated, the
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、測定子15、16の測定値S1、S2と、開口11、12の大きさの初期値(イオンビーム100によって削れたり、異物の付着等によって開口幅が変動する前の開口幅)L1、L2とに基づいて、開口11、12の大きさの変動量Dに依存しない、単位時間あたり、単位面積あたりのイオンビーム量(粒子の流量)Fを、演算装置18が算出する。
Therefore, in the present embodiment, as will be described below, the measured values S1 and S2 of the
なお、本実施形態では、測定している領域内でイオンビーム量(粒子量)が均一であるとして、開口11と開口12とで、時間経過と共に同じ量D削れるとする。
In the present embodiment, it is assumed that the ion beam amount (particle amount) is uniform in the region to be measured, and the
まず、議論を単純化するために、開口11、12の大きさの変動量を一次元(例えば図1、2において横方向の幅)で考える。これは、開口11、12が、図1、2において紙面奥行き方向に十分の長さをもち奥行き方向の開口寸法変動量が無視できるときに成立する。
First, in order to simplify the discussion, the amount of variation in the size of the
各測定子15、16のそれぞれの測定値(各測定子15、16がそれぞれ測定したイオンビーム量)をS1、S2とする。この測定値S1、S2は、それぞれ、開口11、12の幅(L1+2D)、(L2+2D)に比例し、また、イオンビーム量Fに比例する。
The measured values of the
各測定子15、16の測定値S1、S2を電流量のように単位時間あたりのものと考え、また、各開口11、12の大きさの初期値L1、L2を、それぞれ、L1=L、L2=a×L(a>1)とおけば、S1、S2は、数式1、数式2のように表せる。
The measured values S1 and S2 of the
ここで、比例係数kは、開口11、12の紙面奥行き方向の長さと、イオンビーム100の測定効率を反映する量であり、通常一定の値を保っていると考える。
Here, the proportionality coefficient k is an amount that reflects the length of the
数式1、数式2より、イオンビーム量Fと、開口11、12の大きさの変動量Dは、それぞれ、数式3、数式4となる。
From
数式3、数式4において、Lとaは開口11、12の大きさの初期値として既知の値であり、また比例係数kも一定の値を保っていると考えることができるので、アパーチャー10の劣化量、すなわち開口11、12の大きさの変動量Dに依存しないイオンビーム量Fと、開口11、12の大きさの変動量Dを求めることができる。なお、数式3において、イオンビーム量Fの比例係数となる、1/[kL(a−1)]は装置の設計値を使用してもよいし、あるいは最初に開口11、12の変動量D=0のときに取得した値を基準にしてもよい。
In
次に、図3に表すように、アパーチャー10に形成された大きさ(面積)の異なる2つの開口21、22を正方形として、開口21、22の大きさ(面積)の変動量Dを二次元で考える。
Next, as shown in FIG. 3, the two
図3(a)は、開口21、22がビーム照射によって削れる前の状態を表し、図3(b)は、開口21、22の4辺がそれぞれ幅D削れて開口面積が大きくなった状態を表す。
FIG. 3A shows a state before the
開口21の1辺の長さをL1=Lとし、開口22の1辺の長さをL2=a×L(a>1)とし、各辺部における変動量(削れ量)をDとする。このとき、実際には各開口21、22の角は図4において破線で表すように丸く削れるが、以下の説明では削れた後の形状も1辺の長さが2D分大きくなった正方形として取り扱う。
The length of one side of the
各測定子15、16の測定値S1、S2は、各開口21、22の面積(L+2D)2、(a×L+2D)2に比例するので、数式5、数式6で表される。
The measured values S1 and S2 of the
数式5、数式6において、開口21の1辺の長さLに比べて開口幅変動量Dが小さい範囲で管理していれば、D2は十分に小さく無視することができるので、数式7、数式8のように表せる。
Equation 5 In Equation 6, if the management range aperture width variation amount D is smaller than the length L of one side of the
数式7、数式8より、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Fと、開口21、22の大きさの変動量Dは、それぞれ、数式9、10となる。
From Equations 7 and 8, the ion beam amount F per unit time and unit area and the variation amount D of the size of the
数式9、数式10において、Lとaは開口21、22の大きさの初期値として既知の値であり、また比例係数kも一定の値を保っていると考えることができるので、開口21、22の大きさの変動量Dに依存しないイオンビーム量Fと、開口21、22の大きさの変動量Dを求めることができる。
In
次に、図5に表すように、アパーチャー10に形成された大きさ(面積)の異なる2つの開口31、32を円形とした場合に、開口31、32の大きさ(面積)の変動量Dを二次元で考える。
Next, as illustrated in FIG. 5, when the two
図5において、破線はビーム照射によって削れる前の開口31、32を表し、実線は開口31、32がそれぞれ削れて破線の初期状態から大きさ(面積)が大きくなった状態を表す。
In FIG. 5, the broken line represents
開口31の半径をr1=r、開口32の半径をr2=a×r(a>1)、各開口31、32における大きさの変動量(削れ量)をDとする。
It is assumed that the radius of the
各測定子15、16の測定値S1、S2は、各開口31、32の面積π(r+D)2、π(a×r+D)2に比例するので、数式11、数式12で表される。
Since the measured values S1 and S2 of the
数式11、数式12において、開口31の半径rに比べて、開口幅変動量Dが十分に小さくD2が無視できるものとして、数式11、数式12より、単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Fと、開口31、32の大きさの変動量Dを求めると、数式13、数式14となる。
前述した数式3、数式9、数式13に表されるイオンビーム量Fは開口の大きさの変動量Dに依存していない。すなわち、本実施形態によれば、イオンビーム測定を繰り返していく中で、アパーチャーの開口の大きさが変動しても、その変動量Dに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量(粒子の流量)Fを得ることができる。したがって、イオン注入工程において半導体ウェーハに照射するイオンビーム量評価の目安となるイオンビーム量Fを、アパーチャー10の劣化に影響を受けることなく正確に求めることができ、半導体製品の品質低下を抑制することができる。
The ion beam amount F expressed by the above-described
また、数式4、数式10、数式14に表されるように、開口の大きさの変動量Dについても、測定子15、16の測定値S1、S2、既知の値である開口の大きさの初期値に基づいて定量的に求めることができ、この変動量Dを管理することにより、アパーチャー10の適切な交換時期を判断できる。この結果、まだ劣化してないのにアパーチャーを交換してしまうことを回避でき、アパーチャーの交換寿命を長期化できるようになり、無駄に多く定期メンテナンス行う必要がない。また、開口の大きさの変動量Dを管理することで、開口に亀裂が生じて変動量Dが突発的に大きくなったり、開口縁部に異物が付着して突発的に小さくなったりするなどの異常の認知が可能となり、その異常に対して迅速に対応可能となる。
Further, as represented by Expression 4,
アパーチャーの開口の大きさの変動量Dを二次元で考えた場合において、前述した説明では、変動量Dの2乗の項を無視できるものとして近似式を求めたが、そのDの2乗の項を厳密に組み込んで演算して、イオンビーム量Fと変動量Dを算出することも可能である。また、開口の平面形状を正方形とした場合に、開口の角においても矩形状に劣化するとして近似したが、図4に表すように、角の劣化形状を半径Dの円形として取り扱うことで、より厳密な値を取得することもできる。 When the variation amount D of the aperture size of the aperture is considered in two dimensions, in the above description, an approximate expression is obtained assuming that the square term of the variation amount D can be ignored. It is also possible to calculate the ion beam amount F and the fluctuation amount D by strictly incorporating the term and calculating. Further, when the planar shape of the opening is a square, it is approximated that the corner of the opening deteriorates to a rectangular shape. However, as shown in FIG. You can also get exact values.
また、アパーチャー10の模式平面図である図6(a)および図6(a)における断面を表す図6(b)に表すように、開口21、22に照射されるイオンビームと同じイオンビームが同じ時間、プレート状のアパーチャー10の端縁部10aに当たれば、その端縁部10aも破線で表すように、開口21、22と同じ量Dだけ削れる。したがって、変動量Dは、開口21、22の寸法(形状)変動量(削れ量)として捉えるだけでなく、アパーチャー10の端縁部10aの寸法(形状)変動量(削れ量)として考えることもできる。
Further, as shown in FIG. 6A which is a schematic plan view of the
[第2の実施形態]
図7は、本発明の第2の実施形態に係るビーム量測定装置の構成を表す模式図である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a beam amount measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態に係るビーム量測定器は、大きさ(平面面積)の異なる2つの開口41、42を有するアパーチャー40と、1つの測定子45と、測定子45の出力信号(測定値)が入力され、前述した第1の実施形態と同様な演算を行って、開口41、42の大きさの変動量Dに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Fと、開口の大きさの変動量Dを算出する演算装置18とを備える。
The beam amount measuring apparatus according to the present embodiment receives an
アパーチャー40は、第1の実施形態と同様プレート状を呈し、アパーチャー40の一方の面側にはイオンビーム100の照射源(図示省略)が設けられ、他方の面側に測定子45が設けられている。測定子45は、例えばファラデーカップであり、各開口41、42を通過したイオンビーム量を測定可能である。
The
本実施形態では、2つの開口41、42に共通に1つの測定子45が設けられている。アパーチャー40と測定子45とは相対移動可能となっている。例えば、本実施形態では、静止している測定子45に対して、アパーチャー40が図7において矢印Xで表す水平方向に、図示しない駆動手段によって移動可能となっている。その駆動手段は、例えば、モータと、このモータの回転駆動力を直線運動に変換する機構等を有する。
In the present embodiment, one measuring
開口41が測定子45に対向する位置になるようにアパーチャー40を駆動させれば、開口41を通過するイオンビーム100のビーム量を測定子45によって測定でき、また、開口42が測定子45に対向する位置になるようにアパーチャー40を駆動させれば、開口42を通過するイオンビーム100のビーム量を測定子45によって測定できる。両開口41、42に、同じイオンビーム100を同じ時間照射すれば2つの開口41、42における大きさの変動量(削れ量)Dは同じになる。
If the
そして、本実施形態においても、第1の実施形態と同様、測定子45によって測定された、大きさの異なる2つの開口41、42をそれぞれ通過したビーム量の測定値と、開口41、42の大きさの初期値(既知の値)とに基づいて、演算装置18が、開口41、42の大きさの変動量Dに依存しない単位時間、単位面積あたりのイオンビーム量Fと、開口41、42の大きさの変動量Dを算出する。これにより、イオン注入工程において半導体ウェーハに照射するイオンビーム量評価の目安となるイオンビーム量Fを、アパーチャー40の劣化に影響を受けることなく正確に求めることができ、半導体製品の品質低下を抑制することができる。また、開口41、42の大きさの変動量Dを管理することにより、アパーチャー40の適切な交換時期を判断できたり、変動量Dが突発的に変わる異常の認知および迅速な対応が可能となる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the measured values of the beam amounts that have passed through the two
そして、本実施形態では、アパーチャー40を測定子45に対して移動可能に構成することで、1つの測定子45であっても、2つの開口41、42をそれぞれ通過したイオンビーム量の測定が可能になり、第1の実施形態に比べて測定子の数を減らすことができ、コスト低減が図れる。なお、静止しているアパーチャー40に対して測定子45を移動させる、あるいはアパーチャー40と測定子45の両方を移動可能な構成にしてもよい。
In the present embodiment, the
また、イオンビーム100の広がり範囲を、2つの測定子におよんで設定しなくて済み、第1の実施形態に比べて、より狭い領域に絞られた同じイオンビーム100が2つの開口41、42を通過するので、イオンビーム100における被測定領域の違いによる開口寸法変動量の差が両開口41、42間で生じることを回避でき、より精度の高い測定を行える。
Further, it is not necessary to set the spread range of the
[第3の実施形態]
図8は、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法として、処理基板(半導体ウェーハ)へのイオン注入処理における注入量計測手順を示すフローチャートである。なお、注入処理に係るイオンビームの生成調整は既に行われているものとして、以下説明していく。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a flowchart showing an implantation amount measurement procedure in an ion implantation process to a processing substrate (semiconductor wafer) as a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In the following description, it is assumed that ion beam generation adjustment related to the implantation process has already been performed.
はじめに、イオン注入処理の処理条件の一つである単位面積あたりの処理基板へのイオンビーム照射量が処理レシピから読み込まれる(ステップS1)。 First, the ion beam irradiation amount to the processing substrate per unit area, which is one of the processing conditions of the ion implantation processing, is read from the processing recipe (step S1).
次に、前述した実施形態に係るビーム量測定装置によって、前記測定値S1、S2、開口の大きさの初期値に基づいて、開口形状劣化に依存しない単位時間単位面積あたりのイオンビーム量Fが計測される(ステップS2)。このイオンビーム量Fの算出原理は既に述べているのでここでは説明を省略する。 Next, the ion beam amount F per unit time unit area not depending on the aperture shape deterioration is determined by the beam amount measuring apparatus according to the above-described embodiment based on the measurement values S1 and S2 and the initial value of the aperture size. It is measured (step S2). Since the calculation principle of the ion beam amount F has already been described, the description thereof is omitted here.
次に、処理条件である単位面積あたりの照射量と、算出されたイオンビーム量Fを用いて注入処理時間(イオンビーム照射時間)Tが算出される(ステップS3)。Tは、例えば、T=単位面積当たりの照射量/Fとして求めることができる。 Next, an implantation processing time (ion beam irradiation time) T is calculated using the irradiation amount per unit area, which is a processing condition, and the calculated ion beam amount F (step S3). T can be calculated, for example, as T = irradiation amount per unit area / F.
最後に、処理基板に前記時間Tの間、イオンビームが照射される(ステップS4)。 Finally, the processing substrate is irradiated with an ion beam for the time T (step S4).
本実施形態のイオン注入方法を用いることで、イオンビーム量測定装置のアパーチャーの劣化に影響を受けることなく処理基板に目的の量のイオンビームを照射することが可能となり、半導体製品の品質の変動を抑制できる。 By using the ion implantation method of the present embodiment, it becomes possible to irradiate a processing substrate with a target amount of ion beam without being affected by the deterioration of the aperture of the ion beam amount measuring apparatus, and fluctuations in the quality of semiconductor products. Can be suppressed.
本実施形態で処理時間Tの算出は最も単純な式で記述したが、算出式はこれに限定されない。処理時間の算出は処理基板の駆動方法にも依存するので、装置構成と処理基板の駆動方法に応じた適切な算出式を設定すればよい。また、本実施形態の変形例として、照射量が多いときには、複数回に分けてイオン照射処理を実施し、各イオン照射処理前に、処理時間の算出を実施してもよい。 In the present embodiment, the calculation of the processing time T is described by the simplest formula, but the calculation formula is not limited to this. Since the calculation of the processing time depends on the processing substrate driving method, an appropriate calculation formula may be set in accordance with the apparatus configuration and the processing substrate driving method. As a modification of the present embodiment, when the irradiation amount is large, the ion irradiation processing may be performed in a plurality of times, and the processing time may be calculated before each ion irradiation processing.
[第4の実施形態]
図9は、本発明の第4の実施形態に係るイオンビーム量測定装置の構成を示す模式図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of an ion beam amount measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態に係るイオンビーム量測定装置60は、大きさ(平面面積)の異なる2つの開口51、52を有するアパーチャー50と、2つの開口51、52のそれぞれに対応して設けられた2つの測定子55、56と、演算装置58とを備えている。また、図示しない駆動手段によって、イオンビーム量測定装置60全体が一体となって、図9において紙面の左右方向に移動可能である。
The ion beam
演算装置58は、前記駆動手段によって移動したときの位置Xと、測定子55、56によって測定された信号量に基づいて、第1、第2の実施形態と同様な計算を行って、開口51、52の大きさの変動量に依存しない単位時間当たりのビーム量(電流量)Fと、開口51、52の大きさの変動量Dを算出する。
The
駆動手段によってイオンビーム量測定装置60が位置Xにいるときの2つの測定子55、56の信号量をそれぞれS1(X)、S2(X)とし、開口51、52の開口位置、すなわち測定子55、56による測定位置がdXだけ離れているとすると、S1(X+dX)とS2(X)とが同じ位置のイオンビーム量を測定した信号量となる。
The signal amounts of the two measuring
よって、この実施形態において、前述した第1、第2の実施形態で示した算出方法でS1の代わりにS1(X+dX)とS2(X)とを用いることで、位置Xのビーム量F(X)と、開口51、52の大きさの変動量D(X)を算出することができる。
Therefore, in this embodiment, by using S1 (X + dX) and S2 (X) instead of S1 in the calculation method shown in the first and second embodiments described above, the beam amount F (X ) And the variation amount D (X) of the size of the
また、同じ場所を測定した信号量の比S1(X)/S2(X−dX)が一定の値(2つの開口51、52の平面面積の比)とならない場合には、イオンビーム量を計測している間にイオンビーム量が変動していると判断することができる。また、一回の測定で開口51、52の変化量(劣化量)は無視できるほど小さいと考えられ、同時に算出される開口51、52の変動量D(X)も一定なのでD(X)のバラツキは測定中のイオンビーム量のバラツキ或いは開口51、52への異物付着や開口51、52の急激な劣化(破損等)と考えられる。この場合、測定値は正しい値を出力していないと判断することができる。
Further, when the signal amount ratio S1 (X) / S2 (X-dX) measured at the same place does not become a constant value (ratio of the plane areas of the two
図10は、上記第4の実施形態のイオンビーム量測定装置を用いてイオンビーム照射角度を測定する装置を表す模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring an ion beam irradiation angle using the ion beam amount measurement apparatus of the fourth embodiment.
この照射角度測定装置は、上記第4の実施形態で示した駆動機構を備えたイオンビーム量測定装置60と、イオンビーム量測定装置60よりも、イオンビーム進行方向の下流に設けられたアパーチャー54と、アパーチャー54に形成された開口53を通過したビーム量を検出する測定子57と、イオンビームの照射角度θを算出する演算装置59とを備えている。
This irradiation angle measurement device includes an ion beam
演算装置59には、イオンビーム量測定装置60の位置(図10において左右方向位置)Xと、イオンビーム量測定装置60の演算装置58(図9)によって算出されたイオンビーム量測定装置60のアパーチャー50の寸法変動量(劣化量)Dと、測定子57によって測定された信号量S3とが入力され、イオンビーム照射角度θが出力される。
The
イオンビーム照射角度の測定方法としては一般的に用いられているものを適用でき、すなわち、イオンビーム進行方向の上流でイオンビームの一部を切り取り、下流でそのイオンビームを検出し、検出位置のずれ量から照射角度を求める方法がある。しかしながら、イオンビームを切り取る部材が劣化してくると照射角度の算出に誤差が発生することになる。 A commonly used method for measuring the ion beam irradiation angle can be applied, that is, a part of the ion beam is cut upstream in the ion beam traveling direction, the ion beam is detected downstream, and the detection position is detected. There is a method of obtaining the irradiation angle from the deviation amount. However, if the member that cuts off the ion beam deteriorates, an error occurs in the calculation of the irradiation angle.
そこで、本実施形態では、上記第4の実施形態で説明した、駆動機構により移動可能なイオンビーム測定装置60のアパーチャー50を用いてイオンビームの一部を切り取る(遮る)。このとき、アパーチャー50の端縁部はイオンビームが当たることで削れるように劣化(寸法変動)するが、その変動量Dは、上記第2の実施形態において図6を用いて説明したように、アパーチャーにおける開口の変動量と同程度とみなすことが可能であり、そのDを用いて、アパーチャー50、すなわちイオンビームを上流側で切り取る部材の劣化に依存しない正確なイオンビーム照射角度θを算出することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, a part of the ion beam is cut out (blocked) using the
イオンビーム量測定装置60の位置Xと、イオンビーム量測定装置60より下流Z1の位置に設けられた測定子57によって測定されたビーム量S3と、イオンビーム量測定装置60の演算装置58によって算出されたアパーチャー(イオンビームを切り取る部材の劣化量)50の劣化量Dとが、イオンビーム照射角度測定装置の演算装置59に入力される。
Calculated by the position X of the ion beam
それら入力を受け、演算装置59は、測定子57によって測定されるビーム量S3が0(ゼロ)に変化するイオンビーム量測定装置60の位置Xを判断し、この値をX1とする。照射角度の基準となる位置をX0とすると、照射角度θは、
θ=Arctan[(X1−D−X0)/Z1]と算出される。
Upon receiving these inputs, the
θ = Arctan [(X1−D−X0) / Z1] is calculated.
イオンビームの照射角度の測定にあたって、イオンビームを切り取る部材としてイオンビーム量測定装置60のアパーチャー50を応用することで、そのアパーチャー50端縁部の劣化量Dに依存せずに、正確なイオンビームの照射角度θを算出することができる。
By applying the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to them, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
本発明は、アパーチャーに形成する大きさの異なる複数の開口の数は2つに限らず3つ以上とし、各開口を通過したビーム量を測定子によってそれぞれ測定して、イオンビーム量F、開口の大きさの変動量Dを求めてもよい。また本発明は、イオンビームの測定に限らず、例えば光ビーム、その他の粒子ビーム、電磁波ビームの測定にも適用可能である。 In the present invention, the number of apertures of different sizes formed in the aperture is not limited to two, but three or more, and the amount of beam that has passed through each aperture is measured by a probe, respectively, and the ion beam amount F, aperture You may obtain | require the variation | change_quantity D of the magnitude | size of. The present invention is not limited to the measurement of an ion beam, but can be applied to the measurement of, for example, a light beam, other particle beams, and an electromagnetic wave beam.
10…アパーチャー、11…開口、12…開口、15…測定子、16…測定子、18…演算装置、21…開口、22…開口、31…開口、32…開口、40…アパーチャー、41…開口、42…開口、45…測定子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、
前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する演算装置と、
を備えたことを特徴とするビーム量測定装置。 An aperture having at least two openings of different sizes;
A stylus capable of measuring the amount of beam that has passed through each of the apertures;
An arithmetic unit that calculates a beam amount that does not depend on a variation amount of the aperture size, based on a measurement value of the probe and an initial value of the aperture size;
A beam amount measuring device comprising:
前記各開口を通過したビームの量をそれぞれ測定可能な測定子と、
前記測定子の測定値と、前記開口の大きさの初期値とに基づいて、前記ビームが照射される部分の形状の変動量を算出する演算装置と、
を備えたことを特徴とするビーム量測定装置。 An aperture having at least two openings of different sizes;
A stylus capable of measuring the amount of beam that has passed through each of the apertures;
An arithmetic device that calculates the amount of variation in the shape of the portion irradiated with the beam based on the measurement value of the probe and the initial value of the size of the opening;
A beam amount measuring device comprising:
前記各開口を通過して測定されたビーム量の各測定値と、前記各開口の大きさの初期値を用いて、前記各開口の大きさの変動量に依存しないビーム量を算出する工程と、
前記算出された開口の大きさの変動量に依存しないビーム量の大きさを用いて、処理基板にビームを照射する処理時間を算出する工程と、
前記算出された処理時間の間、前記処理基板にビームを照射する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Measuring the amount of beam that has passed through an aperture having at least two apertures of different sizes;
Calculating a beam amount that does not depend on a variation amount of the size of each aperture, using each measured value of the beam amount measured through each aperture and an initial value of the size of each aperture; ,
Calculating a processing time for irradiating the processing substrate with a beam, using a beam amount that does not depend on the calculated variation in the opening size;
Irradiating the processing substrate with a beam during the calculated processing time;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007172523A JP2009009903A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007172523A JP2009009903A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009009903A true JP2009009903A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40324769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007172523A Pending JP2009009903A (en) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009009903A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017510024A (en) * | 2014-01-31 | 2017-04-06 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for detecting erosion of defined aperture |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007172523A patent/JP2009009903A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017510024A (en) * | 2014-01-31 | 2017-04-06 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for detecting erosion of defined aperture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI803621B (en) | X-ray apparatuses and methods for sample alignment | |
JP5390075B2 (en) | Overlay measurement using X-rays | |
US11169099B2 (en) | Method and apparatus for X-ray scatterometry | |
JP4997756B2 (en) | Ion beam irradiation apparatus and beam uniformity adjustment method | |
KR102433778B1 (en) | Ellipsometer and method of inspecting pattern asymmetry using the same | |
KR102431593B1 (en) | Apparatus for inspecting using x-ray transmission and method thereof | |
EP3285047B1 (en) | Flow rate measurement device | |
JP5051295B2 (en) | Fine structure inspection method, fine structure inspection apparatus, and fine structure inspection program | |
US10403472B2 (en) | Ion implantation apparatus and measurement device | |
KR20210065084A (en) | Small-angle X-ray scattering measurement | |
TW201102763A (en) | Charged particle beam drawing method and device | |
JP2016526254A (en) | Apparatus and techniques for controlling ion implantation uniformity | |
JP4360762B2 (en) | Optical encoder device | |
US20230168176A1 (en) | Apparatus and Method for High-Accuracy Optical Particle Measuring using Laser Power Scanning | |
JP6340216B2 (en) | Scanning electron microscope | |
JPH11149893A (en) | Drawing device electron beam, its method and semiconductor device | |
KR102357088B1 (en) | X-ray transmission inspection apparatus | |
JP2009009903A (en) | Manufacturing method of beam amount measuring device and semiconductor device | |
US6951503B1 (en) | System and method for in-situ measuring and monitoring CMP polishing pad thickness | |
EP1862790A1 (en) | Defective particle measuring apparatus and defective particle measuring method | |
US6028662A (en) | Adjustment of particle beam landing angle | |
JP2006339405A (en) | Electron-beam graphics drawing apparatus | |
DE10231989B3 (en) | Device for determining surface resistance of a probe, especially a semiconductor wafer, measures conductance with eddy currents and exact position of the wafer | |
JP4677606B2 (en) | X-ray fluorescence analysis | |
JP2009192684A (en) | Method of adjusting electron beam drawing device |