JP2010232527A - Measurement unit, device for measuring neutral particle beam, and measurement system of neutral particle beam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装加工装置における測定ユニット、及び中性粒子ビームの測定装置
及び中及び中性粒子ビームの測定システムに関するものである。
The present invention relates to a measurement unit in a semiconductor processing apparatus, a neutral particle beam measurement apparatus, and a neutral and neutral particle beam measurement system.
半導体デバイスや、マイクロナノマシン等の各種先端デバイスを製造する際には、ナノオーダーの加工精度が要求される。たとえば、中性粒子ビームを利用して、半導体ウェハ等の被処理体を加工する場合に、中性粒子ビームの状態、すなわち、中性粒子ビーム装置から出力される中性粒子ビームの中性化率や、中性粒子のエネルギー分布、中性粒子のフラックスを測定し、把握しておくことが重要である。
ここで、中性粒子のフラックスとは、「中性粒子ビーム装置のステージ上に配置された被処理体において、単位面積・単位時間あたり照射される中性粒子の数」を意味する。
また、中性化率とは、「中性粒子ビーム装置から出力される中性粒子のフラックスを、イオンおよび中性粒子のフラックスの和で除したもの」である。中性粒子が中性粒子ビーム装置内でイオンから生成されることを考慮すると、イオンのうち中性粒子に変換される割合が、中性化率である。
中性粒子のエネルギー分布とは、「中性粒子ビーム装置から出力される当該粒子が有するエネルギーに対して、そのエネルギーを持つ当該粒子がどれだけの割合で存在するかを示す分布」を指す。
When manufacturing various advanced devices such as semiconductor devices and micro-nano machines, nano-order processing accuracy is required. For example, when a workpiece such as a semiconductor wafer is processed using a neutral particle beam, the neutral particle beam state, that is, neutralization of the neutral particle beam output from the neutral particle beam device is neutralized. It is important to measure and grasp the rate, neutral particle energy distribution, and neutral particle flux.
Here, the flux of neutral particles means “the number of neutral particles irradiated per unit area / unit time in the target object disposed on the stage of the neutral particle beam apparatus”.
Further, the neutralization rate is “the neutral particle flux output from the neutral particle beam device divided by the sum of the flux of ions and neutral particles”. Considering that neutral particles are generated from ions in the neutral particle beam apparatus, the ratio of ions converted to neutral particles is the neutralization rate.
The energy distribution of neutral particles refers to a “distribution indicating how much the particles having the energy exist with respect to the energy of the particles output from the neutral particle beam device”.
従来、中性粒子のエネルギー分布を観測する方法として、たとえば、図８に示すイオナイザーと四重極型質量分析計［quadrupol mass spectrometer（QMS）］とを備えた測定装置が知られている（非特許文献１を参照）。
図８の装置では、装置左部のプラズマ源部分およびneutralizer plateによって生成した中性粒子ビームについて、まずgridを通すことで残留イオンを除去し、次にionizerによってイオン化し、EQPによってイオンのエネルギー分布を測定する。これによって、中性粒子のエネルギー分布を求めることができる。しかし、図８から明らかなように、大がかりな外付けを要する構成が必須であった。
Conventionally, as a method for observing the energy distribution of neutral particles, for example, a measuring apparatus including an ionizer and a quadrupole mass spectrometer (QMS) shown in FIG. (See Patent Document 1).
In the apparatus of FIG. 8, with respect to the neutral particle beam generated by the plasma source part and the neutralizer plate on the left side of the apparatus, residual ions are first removed by passing through the grid, then ionized by the ionizer, and ion energy distribution by EQP. Measure. Thereby, the energy distribution of neutral particles can be obtained. However, as apparent from FIG. 8, a configuration requiring a large external attachment is essential.
一方、半導体プロセス用中性粒子ビームの測定技術については、たとえば、図９に示す二次電子収量装置を使って中性化率を求める方法（非特許文献２、非特許文献３）が知られている。
図９に示すように、二次電子収量装置は、モリブデンターゲットに500eV以上のエネルギーを持つアルゴンイオンおよびアルゴン中性粒子を照射したときに生じる二次電子を計測するものであり、デフレクターと組み合わせ、デフレクターに電位を与えないで全粒子をモリブデンターゲットに照射した場合と、デフレクターに電位を与えてイオンを除去した場合の二次電子電流の比率から、中性化率を求める。しかし、二次電子収量装置は、アルゴンだけにしか適用できないこと、５００ｅＶ以上の高いエネルギーを持つ中性粒子しか測定できないこと、等の問題点があった。
On the other hand, as a measurement technique of a neutral particle beam for a semiconductor process, for example, a method of obtaining a neutralization rate using a secondary electron yield device shown in FIG. 9 (Non-Patent
As shown in FIG. 9, the secondary electron yield device measures secondary electrons generated when the molybdenum target is irradiated with argon ions and argon neutral particles having energy of 500 eV or more, combined with a deflector, The neutralization rate is determined from the ratio of secondary electron currents when the molybdenum target is irradiated with all particles without applying a potential to the deflector and when ions are removed by applying a potential to the deflector. However, the secondary electron yield apparatus has problems such as being applicable only to argon and measuring only neutral particles having a high energy of 500 eV or more.
また、「中性粒子」と称する物を測定する装置がいくつか知られている。しかし、図１０に示す「カロリーメータ及び検出器システム（特許文献１）」は、ウエハへのドーピングに用いる数十keV程度の高エネルギーを持つビームを測定するためのものである。そのほか、図１１に示す「中性粒子の測定装置（特許文献２）」や、図１２に示す「微粒子測定装置（特許文献３）」、図１３に示す「中性粒子ビーム測定装置（特許文献４）」も、中性粒子のフラックスまたはエネルギーフラックスを求める物ではあるが、中性化率を測定することはできない。 There are also known some devices for measuring what are called “neutral particles”. However, the “calorimeter and detector system (Patent Document 1)” shown in FIG. 10 is for measuring a beam having a high energy of about several tens keV used for doping a wafer. In addition, “Neutral Particle Measuring Device (Patent Document 2)” shown in FIG. 11, “Fine Particle Measuring Device (Patent Document 3)” shown in FIG. 12, “Neutral Particle Beam Measuring Device (Patent Document)” shown in FIG. “4)” is also a matter for obtaining the flux or energy flux of neutral particles, but the neutralization rate cannot be measured.
プラズマを測定する方法として、図１４に示す「オンウエハ・モニタリング・システム（特許文献５）」がある。この中に紹介されているイオン・エネルギー・アナライザはプラズマ中に含まれるイオンのエネルギー分布を求めることができるものであるが、中性粒子ビームの残留イオンのエネルギー分布をも求めることができると考えられる。 As a method for measuring plasma, there is an “on-wafer monitoring system (Patent Document 5)” shown in FIG. The ion energy analyzer introduced here can determine the energy distribution of ions contained in the plasma, but it can also determine the energy distribution of residual ions in the neutral beam. It is done.
つまり、これらの従来技術のうち、中性粒子の中性化率を求められるのは、二次電子収量装置のみである。しかしながら、この装置は、前述したように、アルゴンイオン及び中性粒子ビームのみにしか適用できないこと、中性粒子のエネルギーが５００ｅＶ以上でないと測定できないこと、等の問題点がある。また、図９に示すように、二次電子収量装置は、中性粒子を被処理体に照射する空間（図９においては、Deflector の上方部分）からDeflector を通して当該中性粒子をMo Target まで導出してくることが必須であり、被処理体の面内分布を測定することはできなかった。 That is, among these prior arts, only the secondary electron yield device is required to have a neutralization rate of neutral particles. However, as described above, this apparatus has problems such as being applicable only to argon ions and neutral particle beams, and being able to measure only when the energy of neutral particles is 500 eV or more. In addition, as shown in FIG. 9, the secondary electron yield device derives the neutral particles to the Mo Target through the deflector from the space (in FIG. 9, the upper part of the deflector) that irradiates the object with neutral particles. It was essential to measure the in-plane distribution of the object to be processed.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、中性粒子ビームが照射される被処理体の加工状態を把握するため、被処理体と同じ位置において中性粒子ビームの諸特性（全エネルギーフラックス、残留イオン、光エネルギーフラックス）を観測することが可能な測定ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such a conventional situation, and in order to grasp the processing state of the object to be processed irradiated with the neutral particle beam, the neutral particle beam is located at the same position as the object to be processed. It is an object to provide a measurement unit capable of observing various characteristics (total energy flux, residual ions, light energy flux).
本発明の請求項１に記載の測定ユニットは、真空処理空間内にあって、中性粒子ビームが照射される被処理体と同じ領域内に収容可能なチップ状の基材と、該基材に配された全エネルギーフラックスの測定部Ａおよび残留イオンの測定部Ｂと、を少なくとも備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の測定ユニットは、請求項１において、前記基材に配された光エネルギーフラックスの測定部Ｃを、さらに備えたことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の測定ユニットは、請求項１又は２において、前記基材が、前記測定部Ａ，前記測定部Ｂ、前記測定部Ｃに対して、共通する１つの基板であることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の測定ユニットは、請求項１又は２において、前記基材が、前記測定部Ａ，前記測定部Ｂ、前記測定部Ｃに対して、それぞれ異なる基板であることを特徴とする。
The measurement unit according to claim 1 of the present invention is a chip-like base material that is in a vacuum processing space and can be accommodated in the same region as an object to be treated with a neutral particle beam, and the base material At least the measurement part A of the total energy flux and the measurement part B of the residual ions arranged in
The measuring unit according to
The measurement unit according to a third aspect of the present invention is the measurement unit according to the first or second aspect, wherein the base material is a common substrate for the measurement unit A, the measurement unit B, and the measurement unit C. It is characterized by that.
A measurement unit according to a fourth aspect of the present invention is the measurement unit according to the first or second aspect, wherein the base material is a substrate different from the measurement unit A, the measurement unit B, and the measurement unit C. Features.
本発明の請求項５に記載の中性粒子ビームの測定装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測定ユニットに接続された情報処理部を前記真空処理空間外に備え、該情報処理部は、前記測定部Ａから得られた全エネルギーフラックスの第一情報と、前記測定部Ｂから得られた残留イオンフラックスの第二情報および残留イオンエネルギー分布の第三情報とを用い、中性粒子ビームの中性化率を求めることを特徴する。
本発明の請求項６に記載の中性粒子ビームの測定装置は、請求項５において、前記被処理体において中性粒子ビームが照射される領域に、前記測定ユニットを複数配置し、各測定ユニットが前記情報処理部と接続されていることを特徴する。
A neutral particle beam measurement apparatus according to
The neutral particle beam measurement apparatus according to claim 6 of the present invention is the neutral particle beam measurement apparatus according to
本発明の請求項７に記載の中性粒子ビームの測定システムは、請求項５又は６に記載の中性粒子ビームの測定装置に加え、イオナイザーとＱＭＳを備え、前記情報処理部が、前記イオナイザーと前記ＱＭＳから中性粒子ビーム中の中性粒子のエネルギー分布の第四情報を取得し、前記第一乃至第三情報と該第四情報から、中性粒子ビームの中性化率を算出することを特徴する
本発明の請求項８に記載の中性粒子ビームの測定システムは、請求項５又は６に記載の中性粒子ビームの測定装置に加え、イオナイザーとＱＭＳを用いて、前記情報処理部が、中性粒子ビーム中の中性粒子のエネルギー分布の第五情報を予め取得し、前記第一乃至第三情報と該第五情報から、中性粒子ビームの中性化率を算出することを特徴する。
A neutral particle beam measurement system according to a seventh aspect of the present invention includes an ionizer and a QMS in addition to the neutral particle beam measurement device according to the fifth or sixth aspect, and the information processing unit includes the ionizer. And the fourth information of the energy distribution of the neutral particles in the neutral particle beam from the QMS, and the neutralization rate of the neutral particle beam is calculated from the first to third information and the fourth information. The neutral particle beam measurement system according to
本発明に係る測定ユニットは、チップ状の基材に全エネルギーフラックスの測定部Ａおよび残留イオンの測定部Ｂを少なくとも配したものであり、かつ、当該基材は中性粒子ビームが照射される被処理体と同じ領域内に収容可能なサイズとされている。これにより、本発明の測定ユニットは、被処理体に対して中性粒子ビームを照射する装置（中性粒子ビーム装置）の内部に収納し、中性粒子ビーム装置のステージ上に、当該測定ユニット自体を配置できる。ゆえに、本発明の測定ユニットを用いれば、図９に示した従来の装置のように、中性粒子を被処理体に照射する空間から誘導する部位（Deflector ）を通過させて、中性粒子を観測する部位（Mo Target ）まで導出してくる必要が無くなる。つまり、本発明によれば、被処理体が配置される位置において、中性粒子ビームの諸特性（全エネルギーフラックスの第一情報、残留イオンフラックスの第二情報、残留イオンエネルギー分布の第三情報）を、正確に、かつ、リアルタイムで測定することが可能となる。
また、被処理体と同じ領域内に、本発明の測定ユニットを適宜配置することにより、中性粒子ビームの諸特性に関して被処理体の面内分布を測定することも可能となる。
The measurement unit according to the present invention includes a chip-shaped base material provided with at least a measurement part A for total energy flux and a measurement part B for residual ions, and the base material is irradiated with a neutral particle beam. The size is such that it can be accommodated in the same region as the object to be processed. As a result, the measurement unit of the present invention is housed in an apparatus (neutral particle beam apparatus) that irradiates the object to be processed with a neutral particle beam, and the measurement unit is placed on the stage of the neutral particle beam apparatus. Can place itself. Therefore, if the measurement unit of the present invention is used, a neutral particle is passed through a site (Deflector) that guides neutral particles from a space for irradiating the object to be processed, as in the conventional apparatus shown in FIG. It is no longer necessary to derive the part to be observed (Mo Target). That is, according to the present invention, various characteristics of the neutral particle beam (first information on the total energy flux, second information on the residual ion flux, and third information on the residual ion energy distribution) at the position where the workpiece is disposed. ) Can be measured accurately and in real time.
In addition, by appropriately arranging the measurement unit of the present invention in the same region as the object to be processed, the in-plane distribution of the object to be processed can be measured with respect to various characteristics of the neutral particle beam.
以下、本発明に係る測定ユニット、中性粒子ビームの測定装置および中性粒子ビームの測定システムの実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of a measurement unit, a neutral particle beam measurement apparatus, and a neutral particle beam measurement system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
＜測定ユニットおよび中性粒子ビームの測定装置＞
図１は、本発明に係る測定ユニットを備えた中性粒子ビームの測定装置を示す模式図である。図１において、１１はウェハ等からなる被処理体、１２は本発明に係る測定ユニット、１３は測定ユニットと接続される情報処理部である。
<Measurement unit and neutral particle beam measurement device>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a neutral particle beam measuring apparatus including a measuring unit according to the present invention. In FIG. 1, 11 is an object to be processed such as a wafer, 12 is a measurement unit according to the present invention, and 13 is an information processing unit connected to the measurement unit.
被処理体１１をなすウェハは、測定対象とする中性粒子ビーム装置のステージに合わせた大きさ及び形状とし、材質は主にシリコン（Ｓｉ）が想定されるがＳｉＯ２ やＳｉＣ等、シリコン以外の物質でも良い。 The wafer constituting the object to be processed 11 has a size and a shape matched to the stage of the neutral particle beam apparatus to be measured, and the material is mainly silicon (Si), but other than silicon such as SiO 2 or SiC. The substance may be used.
測定ユニット１２は、不図示の真空処理空間内にあって、中性粒子ビームが照射される被処理体１１と同じ領域内に収容可能なチップ状の基材（後述する２１、４１）と、該基材に配された後述する全エネルギーフラックスの測定部Ａ、残留イオンの測定部Ｂ、光エネルギーフラックスの測定部Ｃを含む。光フラックスが粒子フラックスに比べて非常に小さいような中性粒子ビーム装置に、本発明に係る測定ユニットを用いる場合には、光エネルギーフラックスの測定部Ｃは省略しても良い。図１５および図１６は、光エネルギーフラックスの測定部Ｃを省略した場合の測定ユニットの一例を示す模式図である。また、図１７および図１８は、光エネルギーフラックスの測定部Ｃを省略しない場合の測定ユニットの一例を示す模式図である。
ここで、チップ状の基材は、図１５および図１７に示すように、前記測定部Ａ，前記測定部Ｂ、前記測定部Ｃに対して、共通する１つの基板としても良いし、あるいは、図１６および図１８に示すように、前記測定部Ａ，前記測定部Ｂ、前記測定部Ｃに対して、それぞれ異なる基板としても構わない。なお、チップ状の基材が、被処理体１１自体の一部をなす構成としてもよい。
The
Here, as shown in FIGS. 15 and 17, the chip-shaped base material may be a common substrate for the measurement unit A, the measurement unit B, and the measurement unit C, or As shown in FIGS. 16 and 18, different substrates may be used for the measurement unit A, the measurement unit B, and the measurement unit C, respectively. In addition, it is good also as a structure where a chip-shaped base material makes a part of to-
情報処理部１３は、測定ユニット１２から得られる各種情報を解析しリアルタイムに中性化率・中性粒子フラックス・イオンフラックス・光エネルギーフラックス・イオンエネルギー分布を表示・記録する。また、その測定に必要となる残留イオンの測定部Ｂへの電圧供給を制御する。必要であれば、情報処理部１３は、イオナイザーとＱＭＳを用い、前もって測定しておいた中性粒子のエネルギー分布のデータベースを保持し、測定データとデータベースから中性粒子のエネルギー分布を推測する。
The
＜残留イオンの測定部Ｂ＞
図２は、本発明に係る測定ユニットを構成する残留イオンの測定部Ｂを示す模式的な断面図である。残留イオンの測定部Ｂは、図１において測定ユニット１２を構成するチップ状の基材（たとえば、シリコン）２１上に、カップ電極２２、リターディング電極２３、アース電極２４がそれぞれ絶縁膜２５を挟んで層状に積み上げられている。アース電極２４からカップ電極２２の途中まで、微細な穴が多数開けられている。また、カップ電極２２には直流安定化電源２６および電流計２８が、リターディング電極２３には直流安定化電源２７が接続されている。さらに、必要に応じて、ビーム源からの高周波流入による測定誤差を防ぐために、チョークコイルを直流安定化電源２６および電流計２８と直列に接続してもよい。
<Measurement part B for residual ions>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a measurement unit B for residual ions constituting the measurement unit according to the present invention. In the measurement unit B for residual ions, a cup electrode 22, a retarding
直流安定化電源２７によってリターディング電極２３に負電圧を印加することにより、ビーム中に含まれる残留電子がカップ電極２２に流入するのを防ぐとともに、カップ電極２２に入射したイオンや中性粒子によって発生した二次電子が空間中に逃げることにより測定に誤差が生じることを防ぐことができる。
カップ電極２２にイオンが入射すると、その電荷は直流安定化電源２６および電流計２８を通ってアースへと流れる。このときの電流を電流計２８を使って測定することで、イオンのフラックスを求めることができる。また、直流安定化電源２６により正電圧を印加することにより、電圧値に電気素量を掛け合わせたエネルギー（たとえば、電圧値が１０［Ｖ］の場合、エネルギーは１０［ｅＶ］）以上のエネルギーを持つイオンのフラックスを測定することができる。したがって、直流安定化電源２６の電圧値の関数として電流計２８により電流値を測定し、電圧値で微分することにより、図３に示すようなイオンのエネルギー分布を得ることができる。
By applying a negative voltage to the retarding
When ions are incident on the cup electrode 22, the electric charge flows to the ground through the direct current stabilizing
＜全エネルギーフラックスの測定部Ａ＞
図４は、本発明に係る測定ユニットを構成する全エネルギーフラックスの測定部Ａを示す模式的な断面図である。全エネルギーフラックスの測定部Ａは、図１において測定ユニット１２を構成するチップ状の基材（たとえば、シリコン）４１上に、熱浴４２が、熱の伝わりが無視できる程度に十分に細い支柱４３を介して保持されている。また、熱電対４４が設置されており、その接点４５は熱浴４３の温度を反映するものとなっている。エネルギーを持つ粒子が熱浴４２に入射すると、図５に示すように熱浴４２の温度が上昇する。
この温度上昇からエネルギーフラックスを得るには、長時間のビーム照射により温度上昇が飽和するまで待ち、そのときの温度から計算することが可能である。すなわち、入射するエネルギーフラックスと、熱浴４２から周囲への熱放射と、熱浴４２が周囲から受け取る熱放射とを足し合わせると零になることを利用して、温度からエネルギーフラックスを求めることができる。
<Measurement part A of total energy flux>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the measurement part A of the total energy flux constituting the measurement unit according to the present invention. The total energy flux measuring unit A is a
In order to obtain energy flux from this temperature rise, it is possible to wait until the temperature rise is saturated by long-time beam irradiation, and to calculate from the temperature at that time. That is, the energy flux can be obtained from the temperature by using the fact that the incident energy flux, the heat radiation from the
＜光エネルギーフラックスの測定部Ｃ＞
図６は、本発明に係る測定ユニットを構成する光エネルギーフラックスの測定部Ｃを示す模式的な断面図である。光エネルギーフラックスの測定部Ｃは、図４に示した全エネルギーフラックスの測定部Ａと同一の構造物５１の上に、透明板５２を配置した構造となっている。熱浴４２と、透明板５２とは接触しないよう構成されている。この透明板５２は中性粒子ビーム装置から出力される各種粒子のうち光だけを透過するようになっている。すなわち、光だけが構造５１の熱浴４２に到達できる。測定例を図７に示す。このとき、実際には元の入射光の強度に対して透明板５２の透過率および熱浴４２の吸収率を掛け合わせたものが吸収され、熱電対４４の温度上昇に寄与する。
<Measurement part C of light energy flux>
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a light energy flux measuring section C constituting the measuring unit according to the present invention. The light energy flux measuring section C has a structure in which a
＜中性粒子ビームの中性化率を求める方法＞
上述した測定部Ａ〜Ｃを用いて、中性粒子ビームの中性化率を求める方法は、以下の通りである。まず、残留イオンの測定部Ｂを用いて、残留イオンのエネルギー分布と平均エネルギー
（Ei）とフラックス（Ii）を測定する。これを積分することで、残留イオンエネルギーフラックス（Fi）を得る。次に、エネルギーフラックス（Fa）を測定し、光エネルギーフラックス（Fp）と残留イオンエネルギーフラックス（Fi）を差し引くことで、中性粒子のエネルギーフラックス（Fn=Fa-Fp-Fi） を得る。中性粒子のエネルギーフラックス（Fn）
を、後述する中性粒子の平均エネルギー（En）で除すことにより、中性粒子のフラックス（In=Fn/En）を得る。これと残留イオンフラックス（Ii）から、中性化率Rは、R=In/(In+Ii)として、求めることができる。
中性粒子の平均エネルギー（En）は、別途、前述した非特許文献１に解説されている方法などを用いて測定してもよい。また、前もって様々な条件で測定しておき、システムにデータベースとして蓄積しておいて、用いてもよい。また、簡易的には、残留イオン計測部で測定した残留イオンの平均エネルギー（Ei）に等しいと仮定してもよい。
<Method for obtaining neutralization rate of neutral beam>
A method of obtaining the neutralization rate of the neutral particle beam using the measurement units A to C described above is as follows. First, the residual ion energy distribution, average energy (Ei), and flux (Ii) are measured using the residual ion measurement unit B. The residual ion energy flux (Fi) is obtained by integrating this. Next, the energy flux (Fa) is measured, and the energy flux of the neutral particles (Fn = Fa-Fp-Fi) is obtained by subtracting the light energy flux (Fp) and the residual ion energy flux (Fi). Neutral particle energy flux (Fn)
Is divided by the average energy (En) of neutral particles, which will be described later, to obtain a neutral particle flux (In = Fn / En). From this and the residual ion flux (Ii), the neutralization rate R can be obtained as R = In / (In + Ii).
The average energy (En) of the neutral particles may be separately measured using a method described in Non-Patent Document 1 described above. Further, it may be measured in advance under various conditions, stored as a database in the system, and used. For simplicity, it may be assumed that it is equal to the average energy (Ei) of residual ions measured by the residual ion measuring unit.
＜全エネルギーフラックスを求める他の方法＞
全エネルギーフラックスの測定部Ａの熱浴４２の温度上昇から全エネルギーフラックスを求める方法として、短時間だけビームを照射したときの温度上昇の傾きから求めてもよい。すなわち、温度上昇速度（つまり、単位時間あたりの温度上昇量）に熱浴４２の熱容量を乗ずることで、単位時間あたりの入射エネルギーが求められる。
<Other methods for obtaining total energy flux>
As a method of obtaining the total energy flux from the temperature rise of the
本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）本発明の測定ユニットは、中性粒子ビームが照射される被処理体１１と同じ領域内に収容可能なチップ状の基材上に、各測定部Ａ〜Ｃが組み込まれているので、たとえば、ウェハ状の被処理体１１を処理する装置であれば、如何なる中性粒子ビーム装置であっても、適用することができる。
（２）本発明の測定ユニットでは、エネルギーフラックス測定には温度上昇を利用するため、二次電子を利用する方式とは異なり、入射粒子のエネルギーや種類に依存せず測定が可能である。
（３）本発明の測定ユニットは、ウェハ状の被処理体上に載置可能なサイズとされた小さなチップ状の基材に、全ての測定部あるいは個々の測定部を実装し、それを被処理体１１上（被処理体１１と同じ領域内）に並べる方式を採用しているので、被処理体１１の面内分布を測定することが可能である。
（４）チップ状の基材に、全ての測定部あるいは個々の測定部を実装してなる測定ユニットを用いた場合は、被処理体１１の大きさ（たとえば、ウェハサイズ）に応じて、測定ユニットの個数や配置を変えるだけで、ウエハサイズの変化に柔軟に対応可能となる。また、ウエハサイズに依存して測定誤差が生じる虞もない。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In the measurement unit of the present invention, the measurement units A to C are incorporated on a chip-shaped substrate that can be accommodated in the same region as the
(2) In the measurement unit of the present invention, since temperature rise is used for energy flux measurement, unlike the method using secondary electrons, measurement is possible without depending on the energy and type of incident particles.
(3) The measurement unit of the present invention mounts all the measurement units or individual measurement units on a small chip-shaped substrate that is sized to be placed on a wafer-like object to be processed. Since the method of arranging on the processing object 11 (in the same area as the object to be processed 11) is adopted, the in-plane distribution of the object to be processed 11 can be measured.
(4) When a measurement unit in which all measurement parts or individual measurement parts are mounted on a chip-like base material is used, measurement is performed according to the size (for example, wafer size) of the
以上、本発明に係る測定ユニット、中性粒子ビームの測定装置および中性粒子ビームの測定システムについて説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。 The measurement unit, the neutral particle beam measurement device, and the neutral particle beam measurement system according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these and is within the scope of the invention. It can be changed as appropriate.
本発明は、中性粒子ビームを利用して、半導体ウェハ等の被処理体をナノオーダーの加工精度で加工を行う必要がある分野において好適に用いられる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used in fields where it is necessary to process an object to be processed such as a semiconductor wafer with nano-order processing accuracy using a neutral particle beam.
１１ 被処理体、１２ 測定ユニット、１３ 情報処理部、２１ 基材、２２ カップ電極、２３ リターディング電極、２４ アース電極、２５ 絶縁膜、２６、２７ 直流安定化電源、２８ 電流計、４１ 基材、４２ 熱浴、４３ 支柱、４４ 熱電対、４５ 接点、５１ 測定部Ａと同一の構造物、５２ 透明板、１５１ 全エネルギーフラックス測定部、１５２ 残留イオン測定部、１６１ 全エネルギーフラックス測定部、１６２ 残留イオン測定部、１７１ 全エネルギーフラックス測定部、１７２ 残留イオン測定部、１７３ 光エネルギーフラックス測定部、１８１ 全エネルギーフラックス測定部、１８２ 残留イオン測定部、１８３ 光エネルギーフラックス測定部。
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2009
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