JPS63164219A - Method and apparatus for monitoring depth - Google Patents

Method and apparatus for monitoring depth

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JPS63164219A
JPS63164219A JP30841886A JP30841886A JPS63164219A JP S63164219 A JPS63164219 A JP S63164219A JP 30841886 A JP30841886 A JP 30841886A JP 30841886 A JP30841886 A JP 30841886A JP S63164219 A JPS63164219 A JP S63164219A
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聡 原市
Akira Shimase
朗 嶋瀬
Fumikazu Ito
伊藤 文和
Takahiko Takahashi
高橋 貴彦
Hajime Hayakawa
早川 肇
Yoshihiko Okamoto
好彦 岡本
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Abstract

PURPOSE:To monitor a working depth in high accuracy even if a beam current varies during working by measuring the current at a predetermined time interval, time-integrating the product of the current and a working speed coefficient to obtain a working volume, and dividing the volume by a beam scanning range area to obtain the depth. CONSTITUTION:A working machine with focused ion beam having an energy beam, such as the focused ion beam, a deflection scanning system for scanning the energy beam on a sample face, and a mechanism for blanking the beam is used. In such a case, the working volume (working speed coefficient) K of a workpiece per unit time by a unit current is obtained in advance, the beam current iB is measured at each predetermined time ts during working, or other physical amount for accurately calculating the beam current is measured, and the current iB is calculated therefrom. The product of the current is and the coefficient K is time-integrated to obtain a working volume V, which is divided by a beam scanning area A to obtain a working depth Z.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集束イオンビーム等を用いて、LSIや露光
用マスクに加工を行う際の、加工深さモニタ技術に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a processing depth monitoring technique when processing an LSI or an exposure mask using a focused ion beam or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年LSIの開発工程において、LSIチップ内配線の
一部を切断したり、接続したりして不良箇所のデバッグ
、修正、あるいは不良解析を行うことが大変重要になっ
てきている。この目的のため従来、集束イオンビームに
よりLSIの配線を切断する例が報告されている。
In recent years, in the LSI development process, it has become very important to debug, correct, or analyze defective parts by cutting or connecting part of the wiring within the LSI chip. For this purpose, examples have been reported in which LSI wiring is cut using a focused ion beam.

例えば特開昭58−106750 (フォーカス・イオ
ンビーム加工方法)には、イオンビームの照射量。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-106750 (Focused Ion Beam Processing Method), the ion beam irradiation amount is disclosed.

照射時間、加速電圧等を変えることによりエッチ深さの
異なった加工が可能であることが示されている。
It has been shown that processing with different etch depths is possible by changing the irradiation time, acceleration voltage, etc.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術では、いかにして所望の加工深さが得られ
た時点を判断し、加工をストップするかについては、照
射時間、照射量等を可変にするという事が述べられ℃い
るだけである。P4にエツチング深さSを表す式が示さ
れているが、この式よりどうすれば目標とする深さの加
工が出来るかに関する具体的な記述はない。具体的な加
工終点検出方法については、2次イオンを分析する方法
をあげている。
In the above-mentioned conventional technology, the only way to determine when the desired processing depth has been obtained and to stop processing is to vary the irradiation time, irradiation amount, etc. . Although a formula representing the etching depth S is shown in P4, there is no specific description of how to achieve the target depth using this formula. As for a specific method of detecting the end point of machining, a method of analyzing secondary ions is mentioned.

しかし、LSIが多層配線を採用しており、下層の配線
を切断するためには第3図の加工部断面に示すように、
典型的には加工面積ロ5μm、加工深さ10μmのよう
に高いアスペクト比を有する穴をあけなくてはならない
。第2図に示すように加工深さが浅い場合は、十分な童
の二次イオン20が、二次イオン検出器21にとらえら
れるが、第4図のようにアスペクト比が高くなると、二
次イオン20はほとんど検出された(なる。このため、
この方法で加工終点を検出することは不可能である。
However, LSI uses multilayer wiring, and in order to cut the lower layer wiring, as shown in the cross section of the processed part in Figure 3,
Typically, it is necessary to drill holes with a high aspect ratio, such as a processing area of 5 μm and a processing depth of 10 μm. When the machining depth is shallow as shown in Fig. 2, sufficient secondary ions 20 are captured by the secondary ion detector 21, but when the aspect ratio becomes high as shown in Fig. 4, Ion 20 was almost detected (because of this,
It is impossible to detect the machining end point with this method.

一方、ビーム電流と加速電圧が一定であるならば、加工
深さは加工時間に比例する。加工深さが浅い場合は加工
時間が短いので、この時間内でビーム電流が一定である
という仮定をし、加工時間で深さを制御しても大きな誤
差は生じなかった。
On the other hand, if the beam current and accelerating voltage are constant, the machining depth is proportional to the machining time. Since the machining time is short when the machining depth is shallow, we assumed that the beam current was constant within this time and controlled the depth using the machining time without causing a large error.

しかし第3図に示した穴では、例えば典型的な加工速度
: 0.14趨5/sにて体積: 5X5X10=25
0iを加工するので約30分を要し、この時間内では第
4図に示すようにビーム電流iBのドリフトを無視する
ことはできない。ドリフトは10%を超す場合もある。
However, for the hole shown in Figure 3, for example, at a typical machining speed: 0.14 5/s, the volume: 5X5X10=25
It takes about 30 minutes to process 0i, and within this time the drift of the beam current iB cannot be ignored as shown in FIG. Drift can exceed 10%.

このため第5図に示すように、当初の設定電流値を基準
に加工時間を設定して、その後ビーム電流が減る方向に
ドリフトした場合は、実際の深さが不足し、配線22の
切断ができない。また逆に当初の設定電流値よりも実際
の電流値が増す方向にドリフトした場合は、目標深さよ
りも深く加工してしまうため、下層配線まで加工してし
まい、下層配線からの再スパツタ付着24により上層配
線との短絡を生じる等の問題がおこる。
Therefore, as shown in Figure 5, if the processing time is set based on the initially set current value and then the beam current drifts in a decreasing direction, the actual depth will be insufficient and the wiring 22 will not be cut. Can not. On the other hand, if the actual current value drifts in the direction of increasing from the initially set current value, the processing will be deeper than the target depth, and the lower layer wiring will also be processed, resulting in re-spatter adhesion from the lower layer wiring. This causes problems such as short circuits with upper layer wiring.

本発明の目的は、加工中にビーム電流が変化しても高い
精度で深さをモニタすることである。
An object of the present invention is to monitor depth with high accuracy even if the beam current changes during processing.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、一つの穴の加工中に、十分短い時間間隔で
ビーム電流を測定し、これと加工速度係数の積を時間積
分し加工体積を求め、これをビームスキャン領域面積で
除して加工深さを得ることにより、達成される。
The above purpose is to measure the beam current at sufficiently short time intervals while machining one hole, time-integrate the product of this and the machining speed coefficient to find the machining volume, and divide this by the area of the beam scan area for machining. This is achieved by gaining depth.

〔作用〕[Effect]

イオンビーム等による加工においては、試料をスパッタ
作用で削るため、第6図に示すように、穴が深くなると
スパッタ粒子25が側壁に再付着する効果が大きくなり
、この結果穴がテーパ状になる。このため開口部はビー
ムスキャン領域と同じ面積A[なるが、深くなるに従い
底面積A′はA’<Aとなる。
In processing using an ion beam or the like, the sample is shaved by sputtering, so as the hole becomes deeper, the effect of re-adhering the sputtered particles 25 to the side wall increases as the hole becomes deeper, and as a result, the hole becomes tapered. . Therefore, the opening has the same area A as the beam scanning area, but as the depth increases, the bottom area A' becomes A'<A.

実験の結果、加工穴体積は第7図に示すように加工時間
(ビーム電流はほぼ一定と見なせる)に対し、増加率が
減っていく。しかし加工深さは第8図に示すように底面
に平らな部分が残っている(A>0)限り一定の増加率
で増える。しかし底面がなくなり(A’=0)穴形状が
錐体になるとこの関係はくずれることが判った。
As a result of the experiment, as shown in FIG. 7, the increase rate of the machined hole volume decreases with respect to the processing time (the beam current can be considered to be approximately constant). However, as shown in FIG. 8, the machining depth increases at a constant rate as long as a flat portion remains on the bottom (A>0). However, it was found that this relationship breaks down when the bottom surface disappears (A'=0) and the hole becomes conical.

このことから、第7図に示すようにビームによってスパ
ッタされる物質の体積Vは時間当り一定であるが、再付
着体積V2が穴が深(なるに従い増加するため、加工大
体積vl=v−v2の増加率が変化するものと考えられ
る。ここでビームによりスパッタされる物質の体積Vを
、加工穴体積v2と区別し、加工体積■と呼ぶことにす
る。
From this, as shown in Fig. 7, the volume V of the material sputtered by the beam is constant per time, but the redeposition volume V2 increases as the hole becomes deeper, so the large processing volume vl = v- It is considered that the increase rate of v2 changes.Here, the volume V of the material sputtered by the beam is distinguished from the machined hole volume v2, and is called the machined volume ■.

加工体積Vは、 V = /kiBdt 但しに:加工速度係数(RL” A−’ me−’ ]
iB:ビーム電流〔A〕 で表される。この体積はスパッタ粒子の再付着がない場
合の加工穴体積に相当するので、テーパのない断面積が
いたる所でA(ビームスキャン領域面積)の四角柱の体
積となる。
The machining volume V is: V = /kiBdt However: Machining speed coefficient (RL"A-'me-' ]
iB: Beam current [A]. Since this volume corresponds to the volume of the processed hole when there is no redeposition of sputtered particles, the non-tapered cross-sectional area becomes the volume of a rectangular prism of A (beam scan area area) everywhere.

したがって、加工深さ2を求める罠は、Z = V/A とすればよい。Therefore, the trap to find machining depth 2 is Z = V/A And it is sufficient.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の第1の実施例を第1図及び第9図ないし第
11図により説明する。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIGS. 9 to 11.

第7図において、イオン源1より引出されたイオンビー
ムは、第1.第2.第3レンズ電極(それぞれ図中の2
.3.4)により試料8上忙焦点を結ぶように集束され
る。プランキング電極5に必要に応じ電圧を印加するこ
とによりビームを曲げプランキング・アパーチャ6に当
て、試料8への照射を無くすことができる。デフレクタ
電極7に偏向電圧をかけることにより、ビームを加工領
域内でスキャンすることができる。
In FIG. 7, the ion beam extracted from the ion source 1 is connected to the first ion beam. Second. Third lens electrode (respectively 2 in the figure)
.. 3.4), the light is focused on the sample 8 to bring it into focus. By applying a voltage to the planking electrode 5 as necessary, the beam can be bent to hit the planking aperture 6, thereby eliminating irradiation of the sample 8. By applying a deflection voltage to the deflector electrode 7, the beam can be scanned within the processing area.

試料8は、ステージ9に固定され、ステージ9は図示さ
れない駆動装置により駆動される。加工中はステージ9
を固定し、ビームをデフレフタフにより偏向し加工する
The sample 8 is fixed to a stage 9, and the stage 9 is driven by a drive device (not shown). Stage 9 during processing
is fixed and the beam is deflected and processed using a def-reft tough.

本装置には、デフレクタ・コントローラ10.プランキ
ング・コントローラ11.加速電源12.引出電源13
により、必要な電圧が供給される。
This device includes a deflector controller 10. Planking controller 11. Acceleration power source 12. Output power supply 13
This provides the necessary voltage.

第9図に示した装置により、加工深さをモニタするフロ
ーを第1図に示す。加ニスタートと同時にタイマを働か
せ一定時間t、毎にビーム電流iBを測定する。時間t
、は、この範囲でのビーム電流変動を無視できる時間に
選ぶ。ビーム電流測定時は第8図に示すように加工位置
からステージ9を動かし、ファラデカップ19にビーム
を落し込むようにする。ステージ9の移動の間はビーム
にプランキングをかけておき、またステージ9の移動時
間とファラデカップ19による測定時間中は、加工を行
っていないのでタイマは働かせない。コンビエータ19
により照射量W、加工体積V、加工深さ2を下式により
求める。
FIG. 1 shows a flow of monitoring the machining depth using the apparatus shown in FIG. 9. At the same time as the start of the injection, a timer is activated to measure the beam current iB at fixed time intervals t. time t
, is selected at a time when beam current fluctuations in this range can be ignored. When measuring the beam current, the stage 9 is moved from the processing position as shown in FIG. 8 so that the beam falls into the Faraday cup 19. Planking is applied to the beam while the stage 9 is moving, and the timer is not activated during the moving time of the stage 9 and the measurement time by the Faraday cup 19 because no processing is being performed. Combiator 19
The irradiation amount W, machining volume V, and machining depth 2 are determined by the following formula.

W=ΣiBt、[A−棋] v=に−WCIMLI] Z=V/ACμm〕 但し、k:加工速度係数[□”A−” se −” ]
A:ビームスキャン面積〔μ−〕 加工速度係数には、試料の材質、イオンエネルギ。
W=ΣiBt, [A-Ki] v=Ni-WCIMLI] Z=V/ACμm] However, k: Machining speed coefficient [□”A-”se-”]
A: Beam scan area [μ-] Processing speed coefficient includes sample material and ion energy.

イオン物質により決まるが、通常の加工ではイオンエネ
ルギ、イオン物質は一定である。従って単一の材質を加
工する場合は、加工速度係数Kt一定数として扱ってよ
い。実験によれば、イオンエネルギ20KV 、イオン
物質Gaの場合5i02に対しKSiOz = 0.2
8趨” nA−’ se−’ カ得うレタ。試料カ複数
ノ材質からなる多層構造場合は、材質により加工速度係
数Kが異なることを考慮しなければならない。
It is determined by the ionic material, but in normal processing, the ion energy and ionic material are constant. Therefore, when machining a single material, the machining speed coefficient Kt may be treated as a constant number. According to experiments, in the case of ion energy 20KV and ionic material Ga, KSiOz = 0.2 for 5i02.
If the sample has a multilayer structure made of multiple materials, it must be taken into consideration that the machining speed coefficient K differs depending on the material.

この実施例を図11により説明する。This embodiment will be explained with reference to FIG.

!11図に示すように、ビーム電流iBを測定した時点
での深さ2をもとに、あらかじめ測定しておいた試料の
各層の厚さから現時点での加工中の材質Mを判定し、1
回前のビーム電流測定時点での加工体積に、加工体積の
増分Δ■ ΔV = kiltg (tun”〕 但しk = k@ を加算していくことで、現時点での加工体積■を把握す
る。加工体積Vをビームスキャン面積Aで割ることで、 Z = V/A (μm〕 現時点の深さZを得る。この深さZが目標深さZ。
! As shown in Figure 11, based on the depth 2 at the time of measuring the beam current iB, the material M currently being processed is determined from the thickness of each layer of the sample measured in advance.
The current machining volume ■ is determined by adding the machining volume increment Δ■ ΔV = kiltg (tun”) where k = k@ to the machining volume at the time of the previous beam current measurement. By dividing the volume V by the beam scanning area A, Z = V/A (μm) obtains the current depth Z. This depth Z is the target depth Z.

に到達した時点で加工をストップする。Processing will stop when it reaches .

第1の実施例では、サンプリング時間t、毎にステージ
9を移動するので、加工時間が無駄になる。
In the first embodiment, since the stage 9 is moved every sampling time t, processing time is wasted.

これを解決するものとして第2の実施例を第12図〜第
14図により説明する。第12図において電流計14は
、第3レンズ電極2に入るソース電流isを測定するた
めの電流計である。ビーム電流iBは第13図の様にソ
ース電流isの関数 in = f(is) で表され、これはあらかじめ実測し、コンピュータ17
に入れておく。通常この関数は、iB =ais+β なる−次関数で十分な精度を得られる。
A second embodiment that solves this problem will be explained with reference to FIGS. 12 to 14. In FIG. 12, ammeter 14 is an ammeter for measuring the source current is entering the third lens electrode 2. In FIG. The beam current iB is expressed by the function in = f(is) of the source current is as shown in FIG.
Put it in. Normally, sufficient accuracy can be obtained from this function using a -order function iB=ais+β.

電流計14はアースに対し加速電圧分だけ浮いているの
で、このアナログ測定値をA/D変換器15でデジタル
値に変換した後、光アイソレータ16でカップリングし
7てアースレベルにあるコンピュータ17に入力する。
Since the ammeter 14 is floating by the amount of accelerating voltage with respect to the ground, this analog measurement value is converted into a digital value by the A/D converter 15, and then coupled by the optical isolator 16 and sent to the computer 17 at the ground level. Enter.

第1図あるいは第11図のフローチャートにおいて、ビ
ーム電流iBの測定のかわりに、ソース電流iBの測定
及びこの値からのビーム電流1n=f(is)の算出を
行うことで、第2の実施例のフローを表すことができる
In the flowchart of FIG. 1 or FIG. 11, the second embodiment can be achieved by measuring the source current iB and calculating the beam current 1n=f(is) from this value instead of measuring the beam current iB. can represent the flow of

この実施例により実験を行った結果を第14図に示す。FIG. 14 shows the results of an experiment conducted using this example.

この実験では加工速度が約0.3趨ンS、加工穴は5μ
m0であるので、加工深さ8μmf?:得るための時間
は約11分である。この間でもビーム電流はドリフトし
ており、加工開始時のビーム電流値をもとに加工時間を
制御する従来技術を用いた場合、目標深さに対する加工
深さのずれは±1μmになる。
In this experiment, the machining speed was approximately 0.3 S, and the machined hole was 5μ.
Since m0, the machining depth is 8 μmf? : The time to obtain is about 11 minutes. During this time, the beam current drifts, and when using the conventional technique of controlling the machining time based on the beam current value at the start of machining, the deviation of the machining depth from the target depth is ±1 μm.

これに対し本発明の方法により、サンプリング時間20
秒でソース電流rBを測定した場合、加工深さのずれは
±0.25μmに減少した。通常のLSIの配線層9層
間絶縁層の厚さは共に1μm前後であるので、本発明を
用いれば十分な精度を得ることができる。
On the other hand, according to the method of the present invention, the sampling time is 20
When the source current rB was measured in seconds, the machining depth deviation was reduced to ±0.25 μm. Since the thickness of the insulating layer between nine wiring layers of a normal LSI is about 1 μm, sufficient accuracy can be obtained by using the present invention.

また本発明の第3の実施例を第15図、第16図にて説
明する。第15図において電流計18は、第3を極(ビ
ームリミッティングアパーチャ)4に流れ込むアパーチ
ャ電流iAを測定するものである。ビーム電流iBは、
アパーチャ電流iAの関数、in = g(iA) で表せるので、第2の実施例と同様な方法で、加工深さ
をモニタすることができる。この関数もiB =aiA
+β なる−次関数で十分な精度で表すことができる。
Further, a third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 15 and 16. In FIG. 15, the ammeter 18 measures the aperture current iA flowing into the third pole (beam limiting aperture) 4. In FIG. The beam current iB is
Since it can be expressed as a function of the aperture current iA, in = g(iA), the machining depth can be monitored in the same manner as in the second embodiment. This function also iB = aiA
It can be expressed with sufficient accuracy by a −order function of +β.

また第12図のイオン源1に流れる1に流iBをA部に
おいて測定することも可能である。電極2が第12図の
様に上からつつみこむ形状の場合は、イオン照射による
2次電子発生が抑えられるので電流計14の位置でも、
正確なソース電流が測定できるが、電極2が平板状の場
合はイオンによる2次電子発生が生じ、電流計14は流
入したイオン電流よりも大きな電流を測定してしまう。
It is also possible to measure the 1 flow iB flowing into the ion source 1 in FIG. 12 at section A. If the electrode 2 has a shape that wraps in from above as shown in FIG. 12, the generation of secondary electrons due to ion irradiation can be suppressed, so the position of the ammeter 14 can also be adjusted.
Although an accurate source current can be measured, if the electrode 2 has a flat plate shape, secondary electrons will be generated by ions, and the ammeter 14 will measure a current larger than the inflowing ion current.

この場合には第12図A部に電流計を置(方が望ましい
In this case, it is preferable to place an ammeter at section A in Figure 12.

また請求項目3の実施例を第17図により説明する。第
12図と同様にソース電流isを測定し、これを、A/
D変換器15.光アイソレータ16.D/A変換器26
にて、アースレベルのアナログ信号isを得ろ。これを
加算乗算回路27によりビーム電流値iBにし、乗算回
路28.積分回路29により加工体積Vを得る。これを
乗算回路30によりビームスキャン面積Aで除し深さZ
とし、表示器31に表示する。
Further, an embodiment of claim 3 will be explained with reference to FIG. 17. Measure the source current is in the same way as in FIG.
D converter 15. Optical isolator 16. D/A converter 26
Obtain the earth-level analog signal is. This is made into a beam current value iB by the addition multiplication circuit 27, and the multiplication circuit 28. The processing volume V is obtained by the integrating circuit 29. This is divided by the beam scanning area A by the multiplier circuit 30 and the depth Z
and is displayed on the display 31.

更に比較回路32により、深さZと目標深さZoを比較
し、2≧Zoの時加工終点信号を出す。この信号により
プランキングコントローラ11が働きビームをプランキ
ングして加工を終える。
Furthermore, the comparison circuit 32 compares the depth Z and the target depth Zo, and outputs a machining end point signal when 2≧Zo. This signal causes the planking controller 11 to plank the beam and finish the machining.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ビーム電流の変動を無視できない時間
にわたり加工を行う場合でも、十分短い時間間隔で測定
した電流値をもとに加工深さをモニタできるので、高い
深さ精度の穴を加工できる効果がある。
According to the present invention, even when machining is performed over a period of time where fluctuations in beam current cannot be ignored, the machining depth can be monitored based on current values measured at sufficiently short time intervals, so holes can be machined with high depth accuracy. There is an effect that can be done.

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

第1図は本発明の第1の実施例のフローチャート、第2
図及び第3図は2次イオン検出方法を説明するための断
面図、第4図はビーム電流の時間変化を示す図、第5図
は従来方法による加工状態を示す図、第6図は加工穴断
面図、第7図及び第8図は加工体積、深さの実験結果を
示すグラフ、第9図は第1の実施例を示す装置構成図、
第10図は第1の実施例におけるビーム電流測定図、第
11図は第1の実施ちの複数材質を加工する場合のフロ
ーチャート、第12図は第2の実施例を示す装置構成図
、第13図はソース電流とビーム電流の関係を示すグラ
フ、第14図は第2の実施例による実験結果を示す図、
第15図は第3の実施例を示す装置構成図、第16図は
アパーチャ電流とビーム電流の関係を示すグラフ、第1
7図は第4の実施例を示す装置構成図である。 1・・・イオン源、    2・・・第2レンズ電極、
3・・・第2レンズ電極、 4・・・第3レンズ電極(ビームリミッティングアパー
チャ)、 5・・・プランキング電極、 6・・・プランキングアパーチャ、 7・・・デフレクタ電極、 8・・・試料、9・・・ス
テージ、 10・・・デフレクタコントローラ、 11・・・プランキングコントローラ、12・・・加速
電源、    13・・・引出電源、14 、18 、
20・・・電流計、15・・・A/Dコンバータ、16
・・・光アイソレーダ、17・・・CPU。 19・・・ファラデーカップ、 20・・・二次イオン、  21・・・二次イオン検出
器、22・・・配線、23・・・層間絶縁膜、24・・
・デボ物、     25・・・スパクタ粒子、26・
・・D/A変換器、27・・・加算・乗算回路、28・
・・乗算回路、    29・・・積分回路、30・・
・乗算回路、    31・・・表示器、32・・・比
較回路、    ■・・・加工体積、vl・・・加工穴
体積、  v2・・・再付着体積、Z・・・加工深さ、
   Zo・・・目標加工深さ、A・・・ビームスキャ
ン面積、 A′・・加工穴底面の面積、 K・・・加工速度係数、 KM・・・材質Mに対する加工速度係数、iB・・・ビ
ーム電流、   iB・・・ソース電流、iA・・・ア
パーチャ1を流、 t、・・・電流サンプリング時間。 7・′1〜゛、 代理人弁理士 小 川 勝 男5,5 第 7 図 第9 図 第10囚 第 11図
FIG. 1 is a flowchart of the first embodiment of the present invention;
3 and 3 are cross-sectional views for explaining the secondary ion detection method, FIG. 4 is a diagram showing the time change of the beam current, FIG. 5 is a diagram showing the processing state by the conventional method, and FIG. 6 is the processing A cross-sectional view of the hole, FIGS. 7 and 8 are graphs showing the experimental results of machining volume and depth, and FIG. 9 is an apparatus configuration diagram showing the first embodiment.
Fig. 10 is a beam current measurement diagram in the first embodiment, Fig. 11 is a flowchart for processing multiple materials in the first embodiment, Fig. 12 is an apparatus configuration diagram showing the second embodiment, and Fig. 13 The figure is a graph showing the relationship between source current and beam current, and FIG. 14 is a graph showing experimental results according to the second embodiment.
Fig. 15 is an apparatus configuration diagram showing the third embodiment, Fig. 16 is a graph showing the relationship between aperture current and beam current, and Fig. 16 is a graph showing the relationship between aperture current and beam current.
FIG. 7 is an apparatus configuration diagram showing a fourth embodiment. 1... Ion source, 2... Second lens electrode,
3... Second lens electrode, 4... Third lens electrode (beam limiting aperture), 5... Planking electrode, 6... Planking aperture, 7... Deflector electrode, 8... - Sample, 9... Stage, 10... Deflector controller, 11... Planking controller, 12... Acceleration power source, 13... Extraction power source, 14, 18,
20...Ammeter, 15...A/D converter, 16
...Optical isolator, 17...CPU. 19... Faraday cup, 20... Secondary ion, 21... Secondary ion detector, 22... Wiring, 23... Interlayer insulating film, 24...
・Devotion, 25...Spacta particles, 26・
...D/A converter, 27...addition/multiplication circuit, 28.
...Multiplication circuit, 29...Integrator circuit, 30...
・Multiplication circuit, 31... Display, 32... Comparison circuit, ■... Machining volume, vl... Machining hole volume, v2... Redeposition volume, Z... Machining depth,
Zo...Target machining depth, A...Beam scanning area, A'...Area of the bottom surface of the machined hole, K...Machining speed coefficient, KM...Machining speed coefficient for material M, iB... Beam current, iB...source current, iA...flow through aperture 1, t...current sampling time. 7・'1~゛, Patent Attorney Katsuo Ogawa 5,5 Figure 7 Figure 9 Figure 10 Prisoner Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、集束イオンビーム等のエネルギビームと、これを試
料面上で走査する偏向走査系と、このビームをプランキ
ングする機構をもつ集束イオンビーム等の加工装置を用
いた加工において、 (a)単位電流による単位時間当りの被加工物の加工体
積(以下加工速度係数と呼ぶ)をあらかじめ求めておき
、 (b)加工中に所定時間毎に、ビーム電流を測定し、あ
るいはビーム電流を正確に算出できる他の物理量を測定
しこれよりビーム電流を算出し、 (c)このビーム電流と加工速度係数の積を時間積分し
加工体積を求め、これをビームスキャン領域面積で除し
加工深さを得る、 ことを特徴とする集束イオンビーム等のエネルギビーム
加工における深さモニタ方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の深さモニタ方法におい
て、前記被加工物が複数の材料からなる多層試料である
とき、 (d)それぞれの材料の加工速度係数と、それぞれの材
料の層の厚さをあらかじめ求めておき、 (e)(b)の方法でビーム電流を求め、 (f)このビーム電流と、現在加工中の材質に応じた加
工速度係数の積を時間積分し加工体積を求め、これをビ
ームスキャン領域面積で除し加工深さを得る、 ことを特徴とする集束イオンビーム等のエネルギビーム
による加工における深さモニタ方法。 3、ソース電流等を測定する装置と、ソース電流値から
ビーム電流値を計算する回路と、ビーム電流より加工体
積及び加工深さを計算する回路と、加工深さを表示する
装置からなる深さモニタ装置。
[Claims] 1. Processing using a processing device such as a focused ion beam that has an energy beam such as a focused ion beam, a deflection scanning system that scans the beam on a sample surface, and a mechanism for planking this beam. In this case, (a) the volume of the workpiece processed per unit time by unit current (hereinafter referred to as the processing speed coefficient) is determined in advance, (b) the beam current is measured at predetermined intervals during processing, or Measure other physical quantities that can accurately calculate the beam current, calculate the beam current from this, (c) time-integrate the product of this beam current and the machining speed coefficient to find the machining volume, and divide this by the area of the beam scan region. A depth monitoring method in energy beam machining such as a focused ion beam, characterized in that the machining depth is obtained by 2. In the depth monitoring method according to claim 1, when the workpiece is a multilayer sample made of a plurality of materials, (d) machining speed coefficient of each material and layer of each material; (e) Find the beam current using the method in (b), (f) Time-integrate the product of this beam current and the machining speed coefficient according to the material currently being machined to calculate the machining volume. A method for monitoring depth in machining using an energy beam such as a focused ion beam, characterized in that the machining depth is obtained by determining the machining depth by dividing the machining depth by the area of the beam scanning region. 3. Depth consisting of a device that measures the source current, etc., a circuit that calculates the beam current value from the source current value, a circuit that calculates the machining volume and machining depth from the beam current, and a device that displays the machining depth. Monitor device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0225027A (en) * 1988-07-13 1990-01-26 Hitachi Ltd Manufacture or processing of semiconductor integrated circuit device and applicable energy beam processor
JPH11176365A (en) * 1997-12-10 1999-07-02 Jeol Ltd Beam current measuring method for charged particle beam device
US5952658A (en) * 1996-04-18 1999-09-14 Hitachi, Ltd. Method and system for judging milling end point for use in charged particle beam milling system
JP2007057486A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Jeol Ltd Ion milling device
JP2008034324A (en) * 2006-08-01 2008-02-14 Canon Inc Ion beam processing method and ion beam processing device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0225027A (en) * 1988-07-13 1990-01-26 Hitachi Ltd Manufacture or processing of semiconductor integrated circuit device and applicable energy beam processor
US5952658A (en) * 1996-04-18 1999-09-14 Hitachi, Ltd. Method and system for judging milling end point for use in charged particle beam milling system
JPH11176365A (en) * 1997-12-10 1999-07-02 Jeol Ltd Beam current measuring method for charged particle beam device
JP2007057486A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Jeol Ltd Ion milling device
JP2008034324A (en) * 2006-08-01 2008-02-14 Canon Inc Ion beam processing method and ion beam processing device

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