JP2018006063A - Ion beam processing device and ion beam processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法に関し、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微小電気機械システム)を製造するイオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法に関する。 The present invention relates to an ion beam processing apparatus and an ion beam processing method, for example, an ion beam processing apparatus and an ion beam processing method for manufacturing MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).
特許文献1には、加工中に観察されるイオン顕微鏡像の輝度の変化を検出する輝度変化検出手段と、前記輝度の変化を検出した時点で加工を停止する終点検出手段を具備するイオンビーム装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an ion beam apparatus including a luminance change detection unit that detects a change in luminance of an ion microscope image observed during processing, and an end point detection unit that stops processing when the change in luminance is detected. Is disclosed.
前述した特許文献1の技術では、イオン顕微鏡像の輝度の変化で加工の終点検出ができるが、加工対象に加工ばらつきがあった場合には正確な終点検出が難しい。例えば、複数の加工箇所毎の終点検出では、加工対象に膜厚ばらつきがあった場合、加工箇所毎に終点検出が必要となる。 In the technique of Patent Document 1 described above, the processing end point can be detected by the change in the brightness of the ion microscope image, but it is difficult to accurately detect the end point when there is processing variation in the processing target. For example, in end point detection for each of a plurality of processing points, if there is a variation in film thickness on the processing target, end point detection is required for each processing point.
本発明の目的は、加工対象に対応した正確な終点検出を可能にする技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique that enables accurate end point detection corresponding to an object to be processed.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
一実施の形態におけるイオンビーム加工装置は、イオンビームの走査によって対象物から発生する二次粒子を検出する検出器と、前記検出器で検出した二次粒子による走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、前記明度に応じてイオンビームによる加工条件を制御する制御装置と、を備える。 An ion beam processing apparatus according to an embodiment includes a detector that detects secondary particles generated from an object by scanning an ion beam, and a plurality of processing locations in a scanning ion microscope image of the secondary particles detected by the detector. And a control device that detects temporal changes in the brightness of the scanning ion microscope image and controls processing conditions by the ion beam in accordance with the brightness.
一実施の形態におけるイオンビーム加工方法は、イオンビームの走査によって対象物から発生する二次粒子を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した二次粒子による走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、前記明度に応じてイオンビームによる加工条件を制御する制御工程と、を備える。 An ion beam processing method according to an embodiment includes a detection step of detecting secondary particles generated from an object by scanning an ion beam, and a plurality of processing locations in a scanning ion microscope image of the secondary particles detected in the detection step. And a control step of detecting a time change in the brightness of the scanning ion microscope image and controlling a processing condition by the ion beam according to the brightness.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
一実施の形態によれば、加工対象に対応した正確な終点検出が可能となる。 According to one embodiment, accurate end point detection corresponding to a processing target can be performed.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of components, etc., the shape of the component is substantially the case unless it is clearly specified and the case where it is clearly not apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために、平面図であってもハッチングを付す場合があり、また断面図であってもハッチングを省略する場合がある。 In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easier to understand, even a plan view may be hatched, and even a sectional view may be omitted.
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態の特徴をわかりやすくするために、まず、関連技術に存在する改善の余地について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In order to make the features of the embodiments easy to understand, first, room for improvement existing in the related art will be described.
[改善の余地]
近年、IoT(Internet of Things:モノのインターネット)時代になり、様々なセンシングを可能とするセンサ類の需要が高まっている。特に、MEMSセンサは広く用いられており、多種多様なMEMSセンサを迅速に供給する要請がある。従来のMEMSの製造プロセスは、いわゆるシリコンを用いたLSI(Large Scale Integrated Circuit:大規模集積回路)と同様のリソグラフィプロセスを主にしたものであるが、少量多品種製品あるいはプロトタイプを迅速に製造するためには、FIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)装置を用いた直接造形プロセスにてMEMS構造体を形成することが有効である。
[Room for improvement]
In recent years, there has been an IoT (Internet of Things) era, and the demand for sensors capable of various sensing is increasing. In particular, MEMS sensors are widely used, and there is a demand for quickly supplying a wide variety of MEMS sensors. The conventional MEMS manufacturing process is mainly a lithography process similar to LSI (Large Scale Integrated Circuit) using so-called silicon. For this purpose, it is effective to form the MEMS structure by a direct modeling process using a FIB (Focused Ion Beam) apparatus.
FIB装置は、イオンビームによる直接造形(エッチング、デポジション)が可能である。MEMSの作製にFIB装置を用いる場合、ウェハプロセスと異なる課題がある。ウェハプロセスでは、選択比の大きいガスエッチングによるエッチストップ、SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry:二次イオン質量分析法)による終点検出技術を用いる。FIBを用いる場合、一般的には予め算出したエッチングレートからエッチング時間を決定し深さを制御する。しかしながら、加工形状によってエッチングレートが変わるため、高精度な制御が困難である。 The FIB apparatus is capable of direct modeling (etching and deposition) using an ion beam. When the FIB apparatus is used for manufacturing the MEMS, there is a problem different from the wafer process. In the wafer process, etch stop by gas etching with a high selection ratio and end point detection technology by SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) are used. In the case of using FIB, in general, the depth is controlled by determining the etching time from the etching rate calculated in advance. However, since the etching rate varies depending on the processing shape, it is difficult to control with high accuracy.
また、FIB装置は、イオンビームによるエッチング時に加工部分(加工窓)のみリアルタイム画像が取得できる。例えば、複数の異なる材料からなる層状構造の積層膜において、所望の層でエッチングを終了する場合、各層の電子密度を反映して、加工窓の明度(ここでは、明度と記載するが、類似する輝度やコントラストなどの概念も含むものとする)が変化する。これを利用し、所望の層でエッチングを終えることが可能である。 In addition, the FIB apparatus can acquire a real-time image only at a processing portion (processing window) during etching with an ion beam. For example, in a laminated film having a layered structure made of a plurality of different materials, when etching is finished at a desired layer, the lightness of the processing window (here, lightness is described, but similar, reflecting the electron density of each layer) Including concepts such as brightness and contrast). Using this, it is possible to finish etching with a desired layer.
前述した特許文献1には、加工中に観察されるイオン顕微鏡像の輝度の変化を検出する輝度変化検出手段と、前記輝度の変化を検出した時点で加工を停止する終点検出手段を具備するイオンビーム装置が開示されている。このイオンビーム装置では、加工用イオンビームと観察用イオンビームを利用し、イオン顕微鏡像の輝度の変化で加工の終点検出が可能である。 Patent Document 1 described above includes an ion having a luminance change detecting unit that detects a change in luminance of an ion microscope image observed during processing, and an end point detecting unit that stops processing when the change in luminance is detected. A beam device is disclosed. In this ion beam apparatus, the processing end point can be detected by changing the brightness of the ion microscope image using the processing ion beam and the observation ion beam.
しかしながら、前述した特許文献1の技術では、加工対象に加工ばらつきがあった場合には正確な終点検出が難しい。例えば、複数の加工箇所毎の終点検出では、加工対象に膜厚ばらつきがあった場合、加工箇所毎に終点検出が必要となる。 However, in the technique of Patent Document 1 described above, it is difficult to accurately detect the end point when there is processing variation in the processing target. For example, in end point detection for each of a plurality of processing points, if there is a variation in film thickness on the processing target, end point detection is required for each processing point.
そこで、本実施の形態では、上述した関連技術に存在する改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態における技術的思想は、加工対象に対応した正確な終点検出を可能にする技術を提供することにある。 Therefore, in the present embodiment, a device is devised for room for improvement existing in the related art described above. In the following, the technical idea in the present embodiment in which this device is applied will be described with reference to the drawings. The technical idea of the present embodiment is to provide a technique that enables accurate end point detection corresponding to a processing target.
[実施の形態]
実施の形態におけるイオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法について、図1〜図5を用いて説明する。本実施の形態では、イオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法において、デバイスの一例として、MEMSの構造体のデバイスを製造するイオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法を説明するが、他のデバイスにも適用できるものである。
[Embodiment]
An ion beam processing apparatus and an ion beam processing method according to an embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an ion beam processing apparatus and an ion beam processing method for manufacturing a MEMS structure device will be described as an example of a device in an ion beam processing apparatus and an ion beam processing method. Applicable.
<イオンビーム加工装置>
実施の形態におけるイオンビーム加工装置について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態におけるイオンビーム加工装置の構成の一例を示す構成図である。
<Ion beam processing equipment>
An ion beam processing apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an ion beam processing apparatus according to an embodiment.
本実施の形態におけるイオンビーム加工装置は、図1に示すように、FIB装置10と、制御装置20と、を有する。FIB装置10は、イオンビームによる直接造形が可能であり、かつ、イオンビームによる加工時にリアルタイム画像の取得が可能である。FIB装置10は、制御装置20により制御される。
As shown in FIG. 1, the ion beam processing apparatus according to the present embodiment includes a
FIB装置10は、真空チャンバ11と、ステージ12と、イオン銃13と、ガス銃14と、荷電粒子検出器15などを有する。真空チャンバ11は、基板30に製造するデバイスのエッチングとデポジションなどの加工や、加工後のデバイスの観察などを行うチャンバである。ステージ12は、真空チャンバ11内にあり、デバイスを製造する基板30を載せるステージである。
The
イオン銃13は、真空チャンバ11内にあり、イオンビーム13aを用いたエッチングとデポジションとSIM(Scanning Ion Microscope:走査イオン顕微鏡)像取得とに用いるイオン銃である。ガス銃14は、真空チャンバ11内にあり、ガス14aを用いたエッチングとデポジションとに用いるガス銃である。荷電粒子検出器15は、SIM像取得に用いる検出器である。この荷電粒子検出器15は、イオンビーム13aの走査によって対象物であるデバイスから発生する二次粒子を検出する検出器である。
The
制御装置20は、FIB装置10の構成要素であるステージ12の駆動、イオン銃13からのイオンビーム13aの照射、ガス銃14からのガス14aの吹き付けなどを制御する装置である。
The
また、制御装置20は、計算機システムの機能として、計算処理装置21と、表示入力装置22と、出力装置23などを有する。計算処理装置21は、検出処理部21aと、設定処理部21bと、終了処理部21cと、算出処理部21dと、適用処理部21eと、ストレージ21fなどを有する。制御装置20は、FIB装置10に対して、デバイスの加工や観察などを指示するシステムでもある。
Further, the
この制御装置20は、荷電粒子検出器15で検出した二次粒子によるSIM像において複数の加工箇所のSIM像の明度の時間変化を検出し、この明度に応じてイオンビーム13aによる加工条件を制御する制御装置である。
This
制御装置20では、例えば加工において、イオンビーム13aによるエッチング時に取得したSIM像の明度の変化を利用してエッチングの終点検出を行う処理などを計算処理装置21で行う。
In the
計算処理装置21において、例えば、検出処理部21aは、SIM像上に配置した複数の加工領域に対して独立にSIM像の明度の時間変化を検出する処理などを行う。設定処理部21bは、明度の閾値を設定する処理などを行う。終了処理部21cは、対象物であるデバイスの加工中における検出処理部21aで検出した加工領域の明度が、設定処理部21bで設定した閾値に相当した場合をそれぞれの加工領域の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する処理などを行う。
In the
この計算処理装置21における検出処理部21a、設定処理部21b、終了処理部21c、算出処理部21dおよび適用処理部21eの各処理の詳細は、イオンビーム加工方法の各例において後述する。
Details of each processing of the
ストレージ21fは、基板30に製造するデバイスの設計データや、この設計データに基づいて加工を行うための作製レシピおよび加工データなどが電子情報として格納される記憶装置である。
The
表示入力装置22は、表示機能とタッチ方式などによる入力機能とを有する。表示入力装置22は、表示入力用インターフェース22aと、開始ボタン22bなどを有する。表示入力用インターフェース22aでは、SIM像の表示や操作者によるSIM像の確認、加工領域の表示や操作者による加工領域の入力、加工条件の表示や操作者による加工条件の入力などを行う。この表示入力用インターフェース22aは、SIM像において複数の加工箇所のSIM像の明度の時間変化を表示する表示部である。開始ボタン22bは、操作者による必要情報の入力後に開始入力(ワンクリック、ワンタッチ、ワンタップ)することで、加工開始を指示するボタンである。
The
出力装置23は、加工や観察の結果などを出力する。出力装置23は、SIM像、加工領域、加工条件などを出力する。 The output device 23 outputs processing and observation results. The output device 23 outputs a SIM image, a processing region, processing conditions, and the like.
本実施の形態におけるイオンビーム加工装置では、操作者による必要情報の入力後に開始ボタン22bが開始入力されることで、MEMSの構造体のデバイスの製造が自動で実行される。例えば、イオンビーム加工装置は、イオンビーム13aの走査によって対象物であるデバイスから発生する二次粒子を検出する検出工程と、この検出した二次粒子によるSIM像において複数の加工箇所のSIM像の明度の時間変化を検出し、この明度に応じてイオンビーム13aによる加工条件を制御する制御工程と、を自動で行う。
In the ion beam processing apparatus according to the present embodiment, the
このイオンビーム加工装置による検出工程および制御工程の詳細は、イオンビーム加工方法の各例において後述する。 Details of the detection step and the control step by the ion beam processing apparatus will be described later in each example of the ion beam processing method.
<イオンビーム加工方法>
実施の形態におけるイオンビーム加工方法について、図2〜図5を用いて説明する。図2はイオンビーム加工方法の第1例、図3はイオンビーム加工方法の第2例、図4はイオンビーム加工方法の第3例、図5はイオンビーム加工方法の第4例をそれぞれ説明する説明図である。
<Ion beam processing method>
An ion beam processing method in the embodiment will be described with reference to FIGS. 2 illustrates a first example of an ion beam processing method, FIG. 3 illustrates a second example of the ion beam processing method, FIG. 4 illustrates a third example of the ion beam processing method, and FIG. 5 illustrates a fourth example of the ion beam processing method. It is explanatory drawing to do.
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法は、上述したイオンビーム加工装置において実行され、図2に示すような第1例と、図3に示すような第2例と、図4に示すような第3例と、図5に示すような第4例とがある。 The ion beam processing method in the present embodiment is executed in the above-described ion beam processing apparatus, and includes a first example as shown in FIG. 2, a second example as shown in FIG. 3, and a first example as shown in FIG. There are three examples and a fourth example as shown in FIG.
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法は、イオンビーム13aの走査によって対象物であるデバイスから発生する二次粒子を検出する検出工程と、この検出した二次粒子によるSIM像において複数の加工箇所のSIM像の明度の時間変化を検出し、この明度に応じてイオンビーム13aによる加工条件を制御する制御工程と、を有する。
The ion beam processing method according to the present embodiment includes a detection step of detecting secondary particles generated from a target device by scanning with an
イオンビーム加工方法において、検出工程は、イオンビーム加工装置の荷電粒子検出器15で行う処理であり、制御工程は、イオンビーム加工装置の制御装置20で行う処理である。このイオンビーム加工方法において、表示入力装置22の表示入力用インターフェース22aには、SIM像において複数の加工箇所のSIM像の明度の時間変化などを表示することができる。
In the ion beam processing method, the detection process is a process performed by the charged
以下において、イオンビーム加工方法の第1例、第2例、第3例、第4例を順に説明する。 Hereinafter, a first example, a second example, a third example, and a fourth example of the ion beam processing method will be described in order.
<<第1例>>
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第1例を説明する。図2は、第1例として、複数の加工領域に対する終点検出を行う場合を示す説明図である。図2において、(a)はエッチング前のデバイスを示す断面図、(b)はエッチング後のデバイスを示す断面図、(c)はエッチング時間に対する明度の変化を示す説明図である。
<< First Example >>
A first example of the ion beam processing method in the present embodiment will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a case where end points are detected for a plurality of machining regions as a first example. 2A is a cross-sectional view showing a device before etching, FIG. 2B is a cross-sectional view showing a device after etching, and FIG. 2C is an explanatory view showing a change in brightness with respect to etching time.
第1例において、図1に示したイオンビーム加工装置の制御装置20は、検出処理部21aと、設定処理部21bと、終了処理部21cとを有する。検出処理部21aは、SIM像上に配置した複数の加工領域に対して独立にSIM像の明度の時間変化を検出する。設定処理部21bは、明度の閾値を設定する。終了処理部21cは、デバイスの加工中における検出処理部21aで検出した加工領域の明度が、設定処理部21bで設定した閾値に相当した場合をそれぞれの加工領域の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する。
In the first example, the
第1例のイオンビーム加工方法において、制御装置20による制御工程では、デバイスの加工中において、SIM像上に配置した複数の加工領域に対して独立にSIM像の明度の時間変化を検出し、この検出した加工領域の明度が、設定した閾値に相当した場合をそれぞれの加工領域の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する。
In the ion beam processing method of the first example, in the control step by the
FIB装置は、上述したように、イオンビーム13aによる穴加工のエッチング時に加工部分(加工窓)のSIM像を、イオンビーム13aの走査によってデバイスから発生する二次粒子を荷電粒子検出器15で検出することによって取得することできる。
As described above, the FIB apparatus uses the charged
デバイスとして、例えば、図2(a)に示すように、シリコンSiの基板51上に、二酸化珪素SiO2の第1層膜52、タングステンWの第2層膜53、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、窒化珪素SiNの第4層膜55が順に積層された多層構造を有するMEMSの構造体を考える。このデバイスは、複数の異なる材料からなる層状構造を有する。
As a device, for example, as shown in FIG. 2A, a
この多層構造のデバイスは、イオンビーム13aによる穴加工のエッチング時に、各層の電子密度を反映して、加工窓の明度が変化する。明度は、荷電粒子検出器15で検出した二次電子(二次粒子)の量で決まる。各層の材料が異なると、層毎の電子密度が違うため、検出する二次電子の量に違いが出る。このため、明度に違いが生じる。二酸化珪素SiO2、タングステンWおよび窒化珪素SiNの明度では、暗い方から明るい方へ順に、窒化珪素SiN、二酸化珪素SiO2、タングステンWの並びとなる。
In this multilayer structure device, the brightness of the processing window changes reflecting the electron density of each layer during etching of the hole processing by the
本実施の形態では、このような明度の変化を利用し、所望の層で穴加工のエッチングを終了することが可能である。例えば、タングステンWの第2層膜53を検出した時点でエッチングを終了する場合、エッチング時間に対する明度の変化を示す図2(c)において、タングステンWに相当する明度に変化したところで、エッチングを終了する。この場合に、タングステンWに相当する明度は、予め閾値として設定処理部21bで設定される。
In the present embodiment, it is possible to end the hole processing etching with a desired layer by utilizing such a change in brightness. For example, when the etching is finished when the
特に、第1例においては、図2(b)に示すように、複数の加工領域61、62がある場合に、検出処理部21aで複数の加工領域61、62に対して独立にSIM像の明度の時間変化を検出し、終了処理部21cにおいて、検出処理部21aで検出した加工領域61、62の明度が、設定処理部21bで設定した閾値に相当した場合を加工領域61、62の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する。
In particular, in the first example, as shown in FIG. 2B, when there are a plurality of
このような加工領域毎の独立な穴加工の終点検出において、タングステンWの第2層膜53に膜厚ばらつきがあった場合、加工領域毎に独立に終点検出を行い、穴加工を独立に終了する。図2(b)においては、加工領域61のタングステンWの第2層膜53の膜厚が小さく、加工領域62のタングステンWの第2層膜53の膜厚が大きいので、加工領域61の終点検出を行って穴加工を終了し、また、加工領域62の終点検出を行って穴加工を終了する。
In the detection of the end point of independent hole processing for each processing region, when there is a variation in the film thickness of the
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第1例によれば、SIM像上に配置した複数の加工領域61、62に対して独立に終点検出し、加工領域毎に加工深さを独立に制御することができる。この結果、ウェハ面内の加工領域毎に加工深さが異なり、ウェハ面内で終点検出が異なる加工領域毎の加工が可能となる。
According to the first example of the ion beam processing method in the present embodiment, the end point is detected independently for a plurality of
<<第2例>>
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第2例を説明する。図3は、第2例として、1つの加工領域における加工ばらつきを反映した終点検出を行う場合を示す説明図である。図3において、(a)、(b)、(c)はエッチング時間経過に対する1つの加工領域のSIM像の明度変化を示している。
<< Second Example >>
A second example of the ion beam processing method in the present embodiment will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a case where end point detection reflecting machining variations in one machining area is performed as a second example. In FIG. 3, (a), (b), and (c) show changes in the brightness of the SIM image of one processing region with respect to the etching time.
第2例において、図1に示したイオンビーム加工装置の制御装置20は、検出処理部21aと、設定処理部21bと、終了処理部21cとを有する。検出処理部21aは、SIM像上に配置した1つの加工領域に対し、複数の検出点において独立にSIM像の明度の時間変化を検出する。設定処理部21bは、明度の閾値を設定する。終了処理部21cは、デバイスの加工中における検出処理部21aで検出した検出点の明度が、設定処理部21bで設定した閾値に相当した場合をそれぞれの検出点の加工終点として、検出点を含む1つの加工領域の加工を終了する。
In the second example, the
第2例のイオンビーム加工方法において、制御装置20による制御工程では、デバイスの加工中において、SIM像上に配置した1つの加工領域に対し、複数の検出点において独立にSIM像の明度の時間変化を検出し、この検出した検出点の明度が、設定した閾値に相当した場合をそれぞれの検出点の加工終点として、検出点を含む1つの加工領域の加工を終了する。
In the ion beam processing method of the second example, in the control step by the
第2例において、デバイスは、第1例と同様に、シリコンSiの基板51上に、二酸化珪素SiO2の第1層膜52、タングステンWの第2層膜53、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、窒化珪素SiNの第4層膜55が順に積層された多層構造を有するMEMSの構造体を考える。
In the second example, the device, as in the first example, on the
この第2例でも、イオンビーム13aによる穴加工のエッチング時に、明度の変化を利用し、所望の層、例えば、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを終了することが可能である。
In this second example as well, the hole processing etching is terminated when a desired layer, for example, the
特に、第2例においては、1つの加工領域における加工ばらつきを反映した終点検出を行う場合である。穴加工では、デポジションなどにおける加工のばらつきや、下地のラフネスを反映して、均一な加工ができない場合がある。このような場合に、第2例では、加工窓の複数の検出点において、明度を測定し、それぞれの検出点で異なる終点とする。この場合に、明度の閾値は予め設定処理部21bで設定される。
In particular, the second example is a case where end point detection that reflects machining variations in one machining area is performed. In the hole processing, there may be a case where uniform processing cannot be performed, reflecting processing variations in deposition and the roughness of the base. In such a case, in the second example, the brightness is measured at a plurality of detection points of the processing window, and different end points are set at the respective detection points. In this case, the lightness threshold value is set in advance by the setting
第2例においては、図3に示すように、検出処理部21aで1つの加工領域71に対し、複数の検出点72、73、74において独立にSIM像の明度の時間変化を検出し、終了処理部21cにおいて、検出処理部21aで検出した検出点72、73、74の明度が、設定処理部21bで設定した閾値に相当した場合を検出点72、73、74の加工終点として、検出点72、73、74を含む1つの加工領域71の加工を終了する。
In the second example, as shown in FIG. 3, the
図3において、(a)から(c)の方向にエッチング時間が経過し、それぞれのエッチング時間における加工領域71のSIM像は、(a)(b)(c)のように、窒化珪素SiNの第4層膜55、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、タングステンWの第2層膜53に対応して明度が変化する。この場合、加工領域71を更に複数の加工領域にわけて、それぞれに対応する検出点72、73、74を設定し、検出点74が終点に到達したら、この検出点74を含む加工領域は加工を終了するが、検出点72および73を含む加工領域は終点に到達していないので加工を続行する。次に、検出点73が終点に到達すると、この検出点73を含む加工領域の加工を終了する。最後に、検出点72が終点に到達すると、この検出点72を含む加工領域の加工を終了する。
In FIG. 3, the etching time elapses in the direction from (a) to (c), and the SIM image of the processed
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第2例によれば、SIM像上に配置した1つの加工領域71に対し、複数の検出点72、73、74において独立に終点を検出し、検出した検出点を含む加工領域毎に加工深さを独立に制御することができる。この結果、ウェハ面内の加工領域の検出点毎に加工深さが異なり、ウェハ面内で終点検出が異なる検出点を含む加工領域毎の加工が可能となる。
According to the second example of the ion beam processing method in the present embodiment, the end point is detected and detected independently at a plurality of detection points 72, 73, 74 for one
<<第3例>>
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第3例を説明する。図4は、第3例として、加工中の多層膜毎の膜厚測定を行う場合を示す説明図である。図4において、(a)は窒化珪素SiNの第4層膜の膜厚測定、(b)は二酸化珪素SiO2の第3層膜の膜厚測定を示している。
<< Third Example >>
A third example of the ion beam processing method in the present embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where film thickness measurement is performed for each multilayer film being processed as a third example. 4A shows the measurement of the thickness of the fourth layer film of silicon nitride SiN, and FIG. 4B shows the measurement of the thickness of the third layer film of silicon dioxide SiO 2 .
第3例において、図1に示したイオンビーム加工装置の制御装置20は、検出処理部21aと、設定処理部21bと、算出処理部21dとを有する。検出処理部21aは、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスを加工する場合、SIM像の明度が大きく変わる点を層境界として、層毎の加工時間を検出する。設定処理部21bは、材料毎の加工レートを設定する。算出処理部21dは、デバイスの加工中における検出処理部21aで検出した加工時間に基づいて、設定処理部21bで設定した材料毎の加工レートから各層の膜厚を算出する。
In the third example, the
第3例のイオンビーム加工方法において、制御装置20による制御工程では、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工中において、SIM像の明度が大きく変わる点を層境界として、層毎の加工時間を検出し、この検出した加工時間に基づいて、設定した材料毎の加工レートから各層の膜厚を算出する。
In the ion beam processing method of the third example, in the control step by the
第3例において、デバイスは、第1例と同様に、シリコンSiの基板51上に、二酸化珪素SiO2の第1層膜52、タングステンWの第2層膜53、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、窒化珪素SiNの第4層膜55が順に積層された多層構造を有するMEMSの構造体を考える。
In the third embodiment, the device, as in the first example, on the
この第3例でも、イオンビーム13aによる穴加工のエッチング時に、明度の変化を利用し、所望の層、例えば、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを終了することが可能である。
Also in this third example, a desired layer, for example, the
特に、第3例においては、加工中の多層膜毎の膜厚測定を行う場合である。1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工では、SIM像の明度の変化から界面を検出できるため、各層の加工時間と各層の加工レートから膜厚を得ることができる。第3例でも、各層の加工時間と各層の加工レートから膜厚測定を行う。この場合に、各層の材料毎の加工レートは予め設定処理部21bで設定される。
In particular, in the third example, the film thickness is measured for each multilayer film being processed. In the processing of a device having a layered structure made of one or more different materials, the interface can be detected from the change in brightness of the SIM image, so that the film thickness can be obtained from the processing time of each layer and the processing rate of each layer. Also in the third example, the film thickness is measured from the processing time of each layer and the processing rate of each layer. In this case, the processing rate for each material of each layer is set in advance by the setting
第3例においては、図4に示すように、検出処理部21aでSIM像の明度が大きく変わる点を層境界として、層毎の加工時間を検出し、算出処理部21dにおいて、デバイスの加工中に、検出処理部21aで検出した加工時間に基づいて、設定処理部21bで設定した材料毎の加工レートから各層の膜厚を算出する。
In the third example, as shown in FIG. 4, the processing time for each layer is detected using the point where the lightness of the SIM image greatly changes in the
図4(a)は、加工領域81において、二酸化珪素SiO2の第3層膜54を検出した時点で穴加工のエッチングを一時的に終了する場合を示し、さらにエッチングを進めて、図4(b)は、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを最終的に終了する場合を示している。なお、二酸化珪素SiO2の第3層膜54を検出した時点で穴加工のエッチングを最終的に終了することも可能であり、この場合は図4(a)のみとなる。
FIG. 4A shows a case where the etching of the hole processing is temporarily terminated when the
図4(a)に示すように、二酸化珪素SiO2の第3層膜54を検出した時点で穴加工のエッチングを一時的に終了する場合に、SIM像の明度の変化から界面82を検出し、エッチングした窒化珪素SiNの第4層膜55の膜厚を、この窒化珪素SiNの第4層膜55の加工時間と窒化珪素SiNの材料の加工レートから算出する。
As shown in FIG. 4A, when the hole processing etching is temporarily terminated when the
さらにエッチングを進めて、図4(b)に示すように、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを最終的に終了する場合に、SIM像の明度の変化から界面83を検出し、エッチングした二酸化珪素SiO2の第3層膜54の膜厚を、この二酸化珪素SiO2の第3層膜54の加工時間と二酸化珪素SiO2の材料の加工レートから算出する。
When the etching is further advanced and the hole processing etching is finally finished when the
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第3例によれば、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工の際、加工領域81において、複数の層境界の界面82、83までの加工時間と各層の加工レートから、加工中に多層膜毎の膜厚を算出することができる。この結果、デバイスの加工中に膜厚を測定して、多層膜毎の膜厚の品質管理が可能となる。
According to the third example of the ion beam processing method in the present embodiment, when processing a device having a layered structure made of one or more different materials, up to the
<<第4例>>
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第4例を説明する。図5は、第4例として、各層毎に最適な加工条件の再設定を行う場合を示す説明図である。図5において、(a)は窒化珪素SiNの第4層膜の加工電流値の再設定、(b)は二酸化珪素SiO2の第3層膜の加工電流値の再設定を示している。
<< Fourth Example >>
A fourth example of the ion beam processing method in the present embodiment will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a case where optimum processing conditions are reset for each layer as a fourth example. 5A shows resetting of the processing current value of the fourth layer film of silicon nitride SiN, and FIG. 5B shows resetting of the processing current value of the third layer film of silicon dioxide SiO 2 .
第4例において、図1に示したイオンビーム加工装置の制御装置20は、検出処理部21aと、設定処理部21bと、適用処理部21eとを有する。検出処理部21aは、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスを加工する場合、SIM像の明度が大きく変わる点を層境界として検出する。設定処理部21bは、層毎の加工条件(加工電流値、ガスアシスト有無など)を設定する。適用処理部21eは、デバイスの加工中における検出処理部21aによる層境界の検出に応じて、設定処理部21bで設定した層毎の加工条件を適用する。
In the fourth example, the
第4例のイオンビーム加工方法において、制御装置20による制御工程では、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工中において、SIM像の明度が大きく変わる点を層境界として検出し、この層境界の検出に応じて、設定した層毎の加工条件を適用する。
In the ion beam processing method of the fourth example, in the control step by the
第4例において、デバイスは、第1例と同様に、シリコンSiの基板51上に、二酸化珪素SiO2の第1層膜52、タングステンWの第2層膜53、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、窒化珪素SiNの第4層膜55が順に積層された多層構造を有するMEMSの構造体を考える。
In the fourth embodiment, the device, as in the first example, on the
この第4例でも、イオンビーム13aによる穴加工のエッチング時に、明度の変化を利用し、所望の層、例えば、二酸化珪素SiO2の第3層膜54、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを終了することが可能である。
Also in the fourth example, a desired layer, for example, the
特に、第4例においては、各層毎に最適な加工条件の再設定を行う場合である。1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工では、SIM像の明度の変化から界面を検出できるため、各界面を検出して各層毎に最適な加工条件を再設定することができる。例えば、加工を終了する層のひとつ前の層の加工電流値を下げ、確実な終点検出とフラットな加工形状を得ることができる。また、二酸化珪素SiO2の層は、二フッ化キセノンXeF2のガスアシストが利用可能なため、二酸化珪素SiO2の層のみガスアシスト加工を選択するなどが可能である。この場合に、各層毎に、加工電流値、ガスアシスト有無などの加工条件は予め設定処理部21bで設定される。
Particularly, in the fourth example, the optimum processing conditions are reset for each layer. When processing a device having a layered structure made of one or more different materials, the interface can be detected from the change in brightness of the SIM image, so that each interface can be detected and optimum processing conditions can be reset for each layer. . For example, it is possible to reduce the machining current value of the layer immediately before the layer for which machining is finished, and to obtain a reliable end point detection and a flat machining shape. The layer of silicon dioxide SiO 2, since available gas assist xenon difluoride XeF 2, and the like are possible to select only the gas-assisted machining silicon dioxide layer SiO 2. In this case, the processing conditions such as the processing current value and the presence / absence of gas assist for each layer are set in advance by the setting
第4例においては、図5に示すように、検出処理部21aでSIM像の明度が大きく変わる点を層境界として検出し、適用処理部21eにおいて、デバイスの加工中に、検出処理部21aによる層境界の検出に応じて、設定処理部21bで設定した加工条件を適用する。
In the fourth example, as shown in FIG. 5, the
図5(a)は、加工領域91において、二酸化珪素SiO2の第3層膜54を検出した時点で穴加工のエッチングを一時的に終了する場合を示し、さらにエッチングを進めて、図5(b)は、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを最終的に終了する場合を示している。
FIG. 5A shows a case where the etching of the hole processing is temporarily terminated at the time when the
図5(a)に示すように、二酸化珪素SiO2の第3層膜54を検出した時点で穴加工のエッチングを一時的に終了する場合に、エッチングする窒化珪素SiNの第4層膜55はエッチング終了の二酸化珪素SiO2の第3層膜54のひとつ前の層なので、スループットの向上のために加工電流値を上げて、窒化珪素SiNの第4層膜55をエッチングする。この場合に、SIM像の明度の変化から界面92を検出してエッチングを一時的に終了する。
As shown in FIG. 5A, when the
さらにエッチングを進めて、図5(b)に示すように、タングステンWの第2層膜53を検出した時点で穴加工のエッチングを最終的に終了する場合に、エッチングする二酸化珪素SiO2の第3層膜54はエッチング終了の層なので、穴底のフラットな形状を得るために加工電流値を下げて、二酸化珪素SiO2の第3層膜54をエッチングする。この場合に、SIM像の明度の変化から界面93を検出してエッチングを最終的に終了する。
When the etching is further advanced and the etching of the hole processing is finally finished when the
また、図5(b)は、二酸化珪素SiO2の第3層膜54をエッチングする場合なので、二フッ化キセノンXeF2のガス14aを吹き付けて加工をアシストするガスアシストを利用することも可能である。
FIG. 5B shows a case where the
本実施の形態におけるイオンビーム加工方法の第4例によれば、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有するデバイスの加工の際、加工領域91において、層境界の界面92、93に到達する毎に各層に最適な加工条件を適用して加工することができる。この結果、スループットを向上して加工時間を短縮し、穴底をフラットな形状にして高精度な加工を実現することが可能となる。
According to the fourth example of the ion beam processing method in the present embodiment, when processing a device having a layered structure made of one or more different materials, the
<効果>
以上説明した本実施の形態におけるイオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法によれば、加工対象に対応した正確な終点検出が可能となる。より具体的には、複数の加工領域に対する終点検出、1つの加工領域における加工ばらつきを反映した終点検出、加工中の多層膜毎の膜厚測定、および、各層毎に最適な加工条件の再設定を実現することができる。
<Effect>
According to the ion beam processing apparatus and the ion beam processing method in the present embodiment described above, it is possible to accurately detect the end point corresponding to the processing target. More specifically, end point detection for a plurality of processing regions, end point detection reflecting processing variations in one processing region, film thickness measurement for each multilayer film during processing, and resetting of optimum processing conditions for each layer Can be realized.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、前記実施の形態においては、デバイスの一例として、MEMSの構造体のデバイスを説明したが、他のデバイスなどにも適用することができる。また、MEMSの構造体についても、二酸化珪素SiO2、タングステンW、二酸化珪素SiO2、および窒化珪素SiNを積層した多層構造に限られるものではない。 For example, in the above-described embodiment, the MEMS structure device has been described as an example of the device, but the present invention can also be applied to other devices. Also, the MEMS structure is not limited to a multilayer structure in which silicon dioxide SiO 2 , tungsten W, silicon dioxide SiO 2 , and silicon nitride SiN are stacked.
また、イオンビーム加工装置は、FIB装置10に限らず、FIB装置とSEM(Scanning Electron Microscope:走査電子顕微鏡)装置との複合装置であるFIB−SEM装置を用いることも可能である。この場合には、電子銃を有することで、観察の際に電子ビームを用いたSEM像を取得することができる。さらに、前記実施の形態と同様に、SEM像の明度の変化を利用して、エッチングの終点検出などを行うこともできる。
The ion beam processing apparatus is not limited to the
また、イオンビーム加工装置は、対象物として、前記実施の形態で説明したような加工領域の他に、試し掘り領域を含むものを対象にしてもよい。この場合には、対象物は、加工領域と試し掘り領域とを含む。そして、イオンビーム加工装置は、試し掘り領域でエッチングを行ってみて、終点に達するまでの加工時間を測定する。そして、この測定した加工時間をもとに、加工領域の加工レートを決定する。これにより、加工領域をエッチングする際には、この決定した加工レートでエッチングを行うことができる。 The ion beam processing apparatus may target an object including a test digging region in addition to the processing region as described in the above embodiment. In this case, the object includes a processing area and a trial digging area. Then, the ion beam processing apparatus measures the processing time until the end point is reached by performing etching in the trial digging region. Based on the measured machining time, the machining rate of the machining area is determined. Thereby, when etching a process area | region, it can etch with this determined process rate.
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
また、実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Further, part of the configuration of the embodiment can be added, deleted, or replaced with another configuration.
10 FIB装置
11 真空チャンバ
12 ステージ
13 イオン銃
13a イオンビーム
14 ガス銃
14a ガス
15 荷電粒子検出器
20 制御装置
21 計算処理装置
21a 検出処理部
21b 設定処理部
21c 終了処理部
21d 算出処理部
21e 適用処理部
21f ストレージ
22 表示入力装置
22a 表示入力用インターフェース
22b 開始ボタン
23 出力装置
30 基板
51 基板
52 第1層膜
53 第2層膜
54 第3層膜
55 第4層膜
61,62 加工領域
71 加工領域
72,73,74 検出点
81 加工領域
82,83 界面
91 加工領域
92,93 界面
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記検出器で検出した二次粒子による走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、前記明度に応じてイオンビームによる加工条件を制御する制御装置と、
を備える、イオンビーム加工装置。 A detector for detecting secondary particles generated from an object by scanning an ion beam;
A control device that detects temporal changes in brightness of scanning ion microscope images of a plurality of processing locations in a scanning ion microscope image of secondary particles detected by the detector, and controls processing conditions by an ion beam according to the brightness;
An ion beam processing apparatus comprising:
前記制御装置は、
前記走査イオン顕微鏡像上に配置した複数の加工領域に対して独立に走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出する検出処理部と、
明度の閾値を設定する設定処理部と、
前記対象物の加工中における前記検出処理部で検出した加工領域の明度が、前記設定処理部で設定した閾値に相当した場合をそれぞれの加工領域の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する終了処理部と、
を含む、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The controller is
A detection processing unit for detecting a time change in brightness of the scanning ion microscope image independently for a plurality of processing regions arranged on the scanning ion microscope image;
A setting processing unit for setting a lightness threshold;
When the brightness of the processing area detected by the detection processing unit during processing of the object corresponds to the threshold set by the setting processing unit, processing is independently performed for each processing region, with the processing end point of each processing region A termination processing unit to be terminated;
Including an ion beam processing apparatus.
前記制御装置は、
前記走査イオン顕微鏡像上に配置した1つの加工領域に対し、複数の検出点において独立に走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出する検出処理部と、
明度の閾値を設定する設定処理部と、
前記対象物の加工中における前記検出処理部で検出した検出点の明度が、前記設定処理部で設定した閾値に相当した場合をそれぞれの検出点の加工終点として、検出点を含む1つの加工領域の加工を終了する終了処理部と、
を含む、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The controller is
A detection processing unit that detects a time change in brightness of the scanning ion microscope image independently at a plurality of detection points with respect to one processing region arranged on the scanning ion microscope image;
A setting processing unit for setting a lightness threshold;
One processing area including the detection point, where the brightness of the detection point detected by the detection processing unit during processing of the object corresponds to the threshold set by the setting processing unit as the processing end point of each detection point An end processing unit for finishing the processing of
Including an ion beam processing apparatus.
前記制御装置は、
1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有する対象物を加工する場合、前記走査イオン顕微鏡像の明度が大きく変わる点を層境界として、層毎の加工時間を検出する検出処理部と、
材料毎の加工レートを設定する設定処理部と、
前記対象物の加工中における前記検出処理部で検出した加工時間に基づいて、前記設定処理部で設定した材料毎の加工レートから各層の膜厚を算出する算出処理部と、
を含む、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The controller is
When processing an object having a layered structure made of one or more different materials, a detection processing unit that detects a processing time for each layer, with a point where the brightness of the scanning ion microscope image changes greatly as a layer boundary;
A setting processing unit for setting a processing rate for each material;
Based on the processing time detected by the detection processing unit during processing of the object, a calculation processing unit that calculates the film thickness of each layer from the processing rate for each material set by the setting processing unit,
Including an ion beam processing apparatus.
前記制御装置は、
1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有する対象物を加工する場合、前記走査イオン顕微鏡像の明度が大きく変わる点を層境界として検出する検出処理部と、
層毎の加工条件を設定する設定処理部と、
前記対象物の加工中における前記検出処理部による層境界の検出に応じて、前記設定処理部で設定した層毎の加工条件を適用する適用処理部と、
を含む、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The controller is
When processing an object having a layered structure made of one or more different materials, a detection processing unit that detects a point at which the brightness of the scanning ion microscope image greatly changes as a layer boundary;
A setting processing unit for setting processing conditions for each layer;
An application processing unit that applies processing conditions for each layer set by the setting processing unit in response to detection of a layer boundary by the detection processing unit during processing of the object;
Including an ion beam processing apparatus.
前記制御装置は、
前記走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を表示する表示部を含む、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The controller is
An ion beam processing apparatus, comprising: a display unit configured to display a temporal change in brightness of a scanning ion microscope image at a plurality of processing locations in the scanning ion microscope image.
前記対象物は、MEMSの構造体である、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The object is an ion beam processing apparatus which is a MEMS structure.
前記対象物は、加工領域と試し掘り領域とを含み、
前記イオンビーム加工装置は、前記試し掘り領域でエッチングを行って終点に達するまでの加工時間を測定し、この測定した加工時間をもとに前記加工領域の加工レートを決定する、イオンビーム加工装置。 In the ion beam processing apparatus according to claim 1,
The object includes a machining area and a trial digging area,
The ion beam processing apparatus measures a processing time until etching reaches the end point after performing etching in the trial digging region, and determines a processing rate of the processing region based on the measured processing time. .
前記検出工程で検出した二次粒子による走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、前記明度に応じてイオンビームによる加工条件を制御する制御工程と、
を備える、イオンビーム加工方法。 A detection step of detecting secondary particles generated from the object by scanning an ion beam;
A control step of detecting temporal changes in brightness of scanning ion microscope images of a plurality of processing locations in a scanning ion microscope image of secondary particles detected in the detection step, and controlling processing conditions by an ion beam according to the brightness;
An ion beam processing method comprising:
前記制御工程では、前記対象物の加工中において、前記走査イオン顕微鏡像上に配置した複数の加工領域に対して独立に走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、この検出した加工領域の明度が、設定した閾値に相当した場合をそれぞれの加工領域の加工終点として、加工領域毎に加工を独立に終了する、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
In the control step, during processing of the object, a time change in brightness of the scanning ion microscope image is detected independently for a plurality of processing regions arranged on the scanning ion microscope image, and the detected processing region is detected. An ion beam processing method in which processing is terminated independently for each processing region, with the brightness corresponding to a set threshold value as the processing end point of each processing region.
前記制御工程では、前記対象物の加工中において、前記走査イオン顕微鏡像上に配置した1つの加工領域に対し、複数の検出点において独立に走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を検出し、この検出した検出点の明度が、設定した閾値に相当した場合をそれぞれの検出点の加工終点として、検出点を含む1つの加工領域の加工を終了する、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
In the control step, during processing of the object, a time change in brightness of the scanning ion microscope image is detected independently at a plurality of detection points for one processing region arranged on the scanning ion microscope image. An ion beam processing method in which the processing of one processing region including a detection point is terminated with the case where the brightness of the detected detection point corresponds to a set threshold as the processing end point of each detection point.
前記制御工程では、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有する対象物の加工中において、前記走査イオン顕微鏡像の明度が大きく変わる点を層境界として、層毎の加工時間を検出し、この検出した加工時間に基づいて、設定した材料毎の加工レートから各層の膜厚を算出する、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
In the control step, during processing of an object having a layered structure made of one or more different materials, a processing time for each layer is detected with a point where the brightness of the scanning ion microscope image changes greatly as a layer boundary. An ion beam processing method for calculating a film thickness of each layer from a set processing rate for each material based on a detected processing time.
前記制御工程では、1つ以上の異なる材料からなる層状構造を有する対象物の加工中において、前記走査イオン顕微鏡像の明度が大きく変わる点を層境界として検出し、この層境界の検出に応じて、設定した層毎の加工条件を適用する、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
In the control step, during processing of an object having a layered structure made of one or more different materials, a point at which the brightness of the scanning ion microscope image changes greatly is detected as a layer boundary, and according to the detection of the layer boundary An ion beam processing method that applies the set processing conditions for each layer.
前記制御工程では、前記走査イオン顕微鏡像において複数の加工箇所の走査イオン顕微鏡像の明度の時間変化を表示する、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
In the control step, an ion beam processing method of displaying a temporal change in brightness of a scanning ion microscope image at a plurality of processing locations in the scanning ion microscope image.
前記対象物は、MEMSの構造体である、イオンビーム加工方法。 In the ion beam processing method according to claim 9,
The ion beam processing method, wherein the object is a MEMS structure.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021051878A (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | Charged particle beam irradiation device and control method |
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2016
- 2016-06-29 JP JP2016128589A patent/JP2018006063A/en active Pending
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