集束イオンビームによる加工方法
【課題】 試料の表面にイオンビームを照射して加工する際に、試料の損傷を最小限とする集束イオンビームの加工方法を提供する。
【解決手段】 イオン源と試料Ｐとの間に加速電圧を生じさせ、イオン源から放出されるイオンビームＢを集束し所定の加工位置Ｐ３に照射させて、試料Ｐの表面を加工する。この際、加速電圧によって生じるイオンビームＢのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定する。
【解決手段】 イオン源と試料Ｐとの間に加速電圧を生じさせ、イオン源から放出されるイオンビームＢを集束し所定の加工位置Ｐ３に照射させて、試料Ｐの表面を加工する。この際、加速電圧によって生じるイオンビームＢのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新素材、半導体デバイス、フォトマスク、Ｘ線マスク、記憶素子、磁気ヘッドなどの微細構造物に集束イオンビームを照射し、加工あるいは観察する集束イオンビームによる加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透過型フォトマスクの修正として、対象箇所に集束イオンビームを照射して加工を行う方法が行われている。集束イオンビームは、加工性を向上させるためにエネルギーを３０ｋｅＶ程度とし、かつ３０ｎｍ以下のビーム径まで集束させることで、迅速にかつ高精細にナノオーダーの加工を行ってきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、近年、集束イオンビームの照射による透過型フォトマスクなどの被照射物のダメージが問題となっている。すなわち、透過型フォトマスクの修正において、照射された集束イオンビームのイオンが透過層（例えば、ＳｉＯ２）にも進入してしまい、転写工程時に照射される照射光の透過率が減少してしまう問題が報告されている。この問題の一つの解決方法として、半導体のマスクプロセスでは、集束イオンビームによる加工を行った表面を洗浄し、表面から深さ２５ｎｍ以上の透過層のダメージ部を取り除く方法が提案されている。この方法によれば、図７に示すように、従来から転写工程時に採用されている波長が２４８ｎｍ以上のレーザ光では、標準操作範囲（走査回数１０回）内において、透過型フォトマスクの修正後も９７％以上の透過率を確保することができることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。このため、波長が２４８ｎｍ以上のレーザ光で転写可能な線幅９０ｎｍ以上のパターニングにおいては、透過型フォトマスクは集束イオンビームによって修正され使用されていた。
【特許文献１】特開２００１−６６０５号公報
【非特許文献１】萩原良二・他、プロック・オブ・ＳＰＩＥ（proc. of SPIE）、「アドヴァンスド・ＦＩＢ・マスク・リペア・テクノロジー・フォア・ＡｒＦ・リソグラフィー（Advanced FIB mask repair technology for ArF lithography）」、（アメリカ）、２００１年、４０６９号、ｐ．５５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、半導体製造における微細構造化がさらに進み、転写される線幅が９０ｎｍ未満の範囲となるフォトリソグラフィ技術の開発が進められ、照射されるレーザ光も２４８ｎｍよりも波長の短いレーザ光（例えば、ＡｒＦを媒質とする波長１９３ｎｍのレーザ光）の採用が検討されている。しかしながら、非特許文献１によれば、図７に示すように、上述の透過型フォトマスクの修正方法では、２４８ｎｍ未満のレーザ光を照射した場合の透過率は十分改善されず、半導体製造の転写工程において修正箇所が転写されてしまう問題があった。また、２４８ｎｍ以上の波長のレーザ光を照射する場合においても、洗浄によってダメージ部を２５ｎｍ以上取り除くため、透過層の厚さが薄くなってしまい、照射されたレーザ光の位相角度が２０度以上変化してしまう。このため、位相効果を利用する位相効果型マスクでは、相互に干渉してしまい、照射されるレーザ光の強度が低下してしまう問題があった。このような集束イオンビームによるダメージ部形成の問題は、照射光（ＥＵＶ）を反射して転写させる反射型マスクにおいても同様で、反射型マスクの吸収層を集束イオンビームで修正した場合、反射層の反射率を低下させてしまう問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、試料の表面にイオンビームを照射して加工する際に、試料の損傷を最小限とする集束イオンビームの加工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、イオン源と試料との間に加速電圧を生じさせ、前記イオン源から放出されるイオンビームを集束し所定の加工位置に照射させて、前記試料の表面を加工する集束イオンビームによる加工方法であって、前記加速電圧によって生じる前記イオンビームのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することを特徴としている。
【０００６】
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、イオンビームのエネルギーを１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することでイオンの試料に侵入する深さを浅くすることができ、イオンビームの照射による試料の損傷を深部にまで至らないようにすることができる。
【０００７】
また、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記加工位置に前記イオンビームを照射するとともに、アシストガスを吹き付けることが好ましいとされている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、イオンビームによる加工をアシストガスによって促進させることができるので、イオンビームの照射量を少なくすることができる。このため、イオンビームの照射による試料の損傷をさらに軽減させることができる。
【０００８】
さらに、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記加工位置に前記イオンビームを照射した後、該イオンビームのイオンが侵入した前記試料のダメージ部を洗浄する洗浄工程を備えることがより好ましいとされている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、洗浄工程によってイオンビームのイオンが侵入したダメージ部を取り除くことができる。この際、上述のようにイオンが侵入する深さを浅くできるので、取り除かれる厚さを最小限に留めることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、透過層と、該透過層上にパターニングされた遮光層とで構成され、該遮光層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を透過し転写させる透過型フォトマスクであり、前記遮光層を修正することを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、遮光層の修正箇所（加工位置）にイオンビームを照射し加工した際、その下の透過層の損傷を最小限とすることができ、透過層の透過率の低下を防止することができる。このため、修正された透過型フォトマスクは、短い波長の照射光においても使用することができ、線幅をより狭くして転写させることができる。
【００１０】
また、本発明は、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、反射層と、該反射層上の干渉層と、該干渉層上にパターニングされた吸収層とで構成され、該吸収層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を反射し転写させる反射型マスクであり、前記吸収層を修正することを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、吸収層の修正箇所（加工位置）にイオンビームを照射し加工した際、イオンビームによる損傷を吸収層の下の干渉層で留めることができ、反射層にイオンビームのイオンが侵入するのを防ぎ、反射率の低下を防止することができる。このため、修正された反射型マスクは、短い波長の照射光においても使用することができ、線幅をより狭くして転写させることができる。
【００１１】
さらに、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、照射し転写させる前記照射光の波長が１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満であることを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、透過型フォトマスクにおいては透過層の透過率の低下を防止し、反射型マスクにおいては反射層の反射率の低下を防止することができるので、１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満である短い波長の照射光であっても影響無く使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の集束イオンビームの加工方法によれば、イオンビームを照射した際の試料へのイオンの侵入を抑え、試料の損傷を最小限とすることができる。例えば、透過型フォトマスクの修正においては透過率の低下、反射型マスクにおいては反射率の低下を防ぐことができる。このため、短い波長の照射光を照射する場合においても、加工による影響を最小限に留めることができ、６５ｎｍ以下の細かい線幅のパターニングも可能とさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１から図５は、この発明に係る第一の実施形態を示している。図１に集束イオンビーム装置の構成図を示す。また、図２に透過型フォトマスクの断面図を示す。さらに、図３に集束イオンビーム装置によって透過型フォトマスクにイオンビームを照射する説明図を示す。また、図４はエネルギーを変えてイオンビームを照射した場合の試料のダメージ部の深さとイオン濃度の関係を示すグラフ、図５は洗浄工程前及び洗浄工程後において照射されるイオンビームのエネルギーと照射後の透過型フォトマスクの透過率との関係を示すグラフである。
【００１４】
図１に示すように、集束イオンビーム装置１は、試料である透過型フォトマスクＰを配置する試料設置部２と、透過型フォトマスクＰの表面Ｓに照射されるイオンビームＢを供給するイオン供給部３と、イオン供給部３からイオンビームＢを引き出し加速させる加速手段４と、加速手段４によって加速されたイオンビームＢを減速し、集束させる集束手段５とを備える。図２に示すように、透過型フォトマスクＰは照射されるレーザ光（照射光）を透過させる透過層Ｐ１と、透過層Ｐ１上にパターニングされ、照射されるレーザ光を遮蔽する遮光層Ｐ２とで構成される。より詳しくは、透過層Ｐ１は、例えば石英ガラスであり、遮光層Ｐ２は、例えばクロムなどの金属膜やモリブデンシリサイドなどの無機物を主体とした薄膜である。また、図１に示すように、透過型フォトマスクＰは、試料設置部２に配置されることで、接地された状態となっている。
【００１５】
図１に示すように、イオン供給部３にはイオン源６が備えられている。イオン源６は、例えば、液体ガリウムであり、図示しないフィラメントが設けられていて、フィラメント電源６ａと接続されている。このため、イオン源６は、フィラメントによって熱せられて常に液体状態に保たれ、周辺に生じる電位差によってイオンビームＢであるガリウムイオン（Ｇａ＋）を放出可能な状態になっている。さらに、イオン供給部３には電圧を調整可能な加速電源７が接続され、正の加速電圧Ｅが印加されている。
【００１６】
また、加速手段４及び集束手段５には、それぞれ第一のバイポテンシャルレンズ８及び第二のバイポテンシャルレンズ９が備えられている。第一のバイポテンシャルレンズ８及び第二のバイポテンシャルレンズ９は、それぞれ、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ及び出射側電極８ｃ、９ｃが並列されているとともに、それぞれ異なる電圧を印加させることが可能となっている。すなわち、図１に示すように、第一のバイポテンシャルレンズ８の入射側電極８ａは、電圧を調整可能な引き出し電源１１の陰極と接続され、中間電極８ｂは電圧を調整可能なコンデンサレンズ電源１２の陰極と接続されている。また、第一のバイポテンシャルレンズ８の出射側電極８ｃと第二のバイポテンシャルレンズ９の入射側電極９ａとは、導電性を有する中間加速管１３で接続されているとともに、中間加速管１３は電圧を調整可能な中間加速電源１４の陰極と接続されている。また、第二のバイポテンシャルレンズ９の中間電極９ｂは、電圧を調整可能な対物レンズ電源１５の陰極と接続されている。さらに、出射側電極９ｃは接地されており、同じく接地されている透過型フォトマスクＰとの間には電場が形成されない構成となっている。また、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ及び出射側電極８ｃ、９ｃには、同軸に貫通する貫通孔８ｄ、９ｄが形成され、入射されたイオンビームＢが貫通可能な構成となっている。
【００１７】
これらのバイポテンシャルレンズは、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ、及び出射側電極８ｃ、９ｃのそれぞれに異なる電圧が印加されることによって、それぞれの間に電場を形成することができる。そして、この形成された電場によって、貫通孔８ｄ、９ｄを貫通するイオンビームＢを集束（拡散）させることができる。また、加速電圧Ｅと出射側電極８ｃ、９ｃの電圧との電位差によって、貫通孔８ｄ、９ｄを貫通するイオンビームＢは加速（減速）することができる。つまり、バイポテンシャルレンズに入射された陽イオン（Ｇａ＋）であるイオンビームＢは、加速または減速させることでエネルギーを調整することが可能であるとともに、収差を抑え効果的に集束されることとなる。
【００１８】
また、図１に示すように、イオンビーム装置１は、さらに中間加速管１３の内部において、照射されるイオンビームＢのＯＮ／ＯＦＦを行うブランキング電極１６と、イオンビームＢの光軸のずれを修正するアライメント電極１７と、イオンビームＢの断面形状の歪みを補正し、真円に形成する非点補正器１８とを備えている。ブランキング電極１６は、ブランキング電源１９と接続され、電圧を印加することで、通過するイオンビームＢを透過型フォトマスクＰに照射されないように偏向させることができる。また、アライメント電極１７は、アライメント電源２０と接続され、電圧を印加し電場を形成することで、通過するイオンビームＢの光軸を修正することができる。さらに、非点補正器１８は、非点補正電源２１と接続され、電圧を印加し電場を形成することで、通過するイオンビームＢの断面形状の歪みを修正することができる。また、イオンビーム装置１は、第二のバイポテンシャルレンズ９と透過型フォトマスクＰとの間に走査電極２２を備えている。走査電極２２は走査電源２３と接続され、走査電源２３の電圧の操作によって、通過するイオンビームＢの透過型フォトマスクＰに照射する位置を調整することができる。
【００１９】
さらに、透過型フォトマスクＰの表面Ｓ付近には、透過型フォトマスクＰの表面Ｓにおける遮光層Ｐ２の加工位置である修正箇所Ｐ３にアシストガス２４を吹き付けるガス銃２５が備えられている。アシストガス２４は、より詳しくは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン系ガス、またはハロゲン系ガスを含むガス、若しくは窒素酸化物系のガスなどである。図３に示すように、このようなアシストガス２４は、修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射した際に、修正箇所Ｐ３の削り込みを促進させることができる。なお、図示しないが、修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射した際に発生する二次電子を検出する二次電子検出器や二次イオンを検出する二次イオン検出器などを透過型フォトマスクＰの表面Ｓ付近に設ける構成としても良い。二次電子検出器や二次イオン検出器によって、イオンビームＢが照射された透過型フォトマスクＰの表面Ｓの状態を観察することができる。
【００２０】
次に、この集束イオンビーム装置１を使用して、透過型フォトマスクＰの遮光層Ｐ２の修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射し、修正する工程について説明する。まず、図１に示すように、集束イオンビーム装置１の各電源の電圧を設定して、イオンビームＢを所定のエネルギーで照射する。例えば、加速電源の加速電圧Ｅを１０ｋＶ、引き出し電源の電圧を６ｋＶ、コンデンサレンズ電源の電圧を２０ｋＶ、中間加速電源の電圧を１０ｋＶ、対物レンズ電源の電圧を２０ｋＶに設定したとする。これにより、イオン供給部３は＋１０ｋＶに、第一のバイポテンシャルレンズ８の入射側電極８ａは＋４ｋＶに、中間電極８ｂは−２０ｋＶに、出射側電極８ｃは−１０ｋＶに印加される。また、第二のバイポテンシャルレンズ９の入射側電極９ａは−１０ｋＶに、中間電極８ｂは−２０ｋＶに印加される。つまり、イオンビームＢは、第一のバイポテンシャルレンズ８で２０ｋｅＶのエネルギーまで加速され、第二のバイポテンシャルレンズ９で減速されるとともに集束する。そして、イオンビームＢは、加速電源７で設定された加速電圧Ｅ（＝１０ｋＶ）に従い、１０ｋｅＶの低エネルギーで透過型フォトマスクＰの修正箇所Ｐ３に照射される。なお、このイオンビームＢの照射時のエネルギーは、加速電圧Ｅを設定することで、１ｋｅＶ以上の範囲で調整して透過型フォトマスクＰの加工を行うことが可能である。そして、図３に示すように、アシストガス２４の促進作用とあいまって、最小限のイオンビームＢの照射量で修正箇所Ｐ３を削り込むことができる。この際、修正箇所Ｐ３の下部の透過層Ｐ１にイオンビームＢのイオンが侵入し、ダメージ部Ｐ４が形成されてしまう。
【００２１】
図４は、加速電圧Ｅ（イオンビームＢのエネルギー）を５ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、３０ｋＶとしたそれぞれの場合において、透過型フォトマスクＰの表面Ｓからの深さＺ（ｎｍ）と、侵入したガリウム（Ｇａ）の濃度（Ｉｏｎｓ／ｃｍ３）との関係を計算によって算出したものである。図４に示すように、イオンビームＢのエネルギーを低くすることで、ガリウムイオンが侵入する最大深さ及びイオン濃度がピークとなる深さは、ともに浅くなり、特に加速電圧Ｅが２０ｋＶ未満（イオンビームＢのエネルギーが２０ｋｅＶ未満）で大きく変化し、加速電圧Ｅが１０ｋＶ以下（イオンビームＢのエネルギーが１０ｋｅＶ以下）でその傾向がさらに顕著となることがわかる。つまり、イオンビームＢのエネルギーを低くすることで、透過型フォトマスクＰのダメージ部Ｐ４を深部にまで至らないようにすることができる。
【００２２】
図５は、加速電圧Ｅ（イオンビームＢのエネルギー）を５ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、３０ｋＶとしたそれぞれの場合において、透過型フォトマスクＰにイオンビームＢを照射し修正箇所Ｐ３を修正した時の加速電圧Ｅと、修正後の透過型フォトマスクＰに波長１９３ｎｍのレーザ光（ＡｒＦ）を照射した時の透過率との関係を表わしたものである。なお、イオンビームＢの走査回数は、図７に示す標準操作範囲内となる１０回としている。さらに、修正した透過型フォトマスクＰのダメージ部Ｐ４を洗浄し、ダメージ部Ｐ４を除去する洗浄工程を実施した時の透過率についても示す。洗浄工程は、より詳しくは、水を主体とする洗浄液やドライアイスやアッシングによって行われる。図５に示すように、洗浄前においては、加速電圧Ｅを変化させても透過率に大きな変化は見られなかった。これは、図４に示すように、加速電圧Ｅを低くすることでダメージ部Ｐ４の深さＺは浅くなるが、その分ガリウム濃度は高まり、侵入したガリウムイオンの量は変らないことに起因する。一方、図５に示すように洗浄後においては、加速電圧Ｅが２０ｋＶ未満（イオンビームＢのエネルギーが２０ｋｅＶ未満）の場合において透過率が回復し、その傾向は加速電圧Ｅが１０ｋＶ以下（イオンビームＢのエネルギーが１０ｋｅＶ以下）においてさらに顕著となることがわかる。これは、図４に示すように、加速電圧Ｅが低くなるとダメージ部Ｐ４の深さＺが浅くなるので、洗浄工程によって確実に除去されるからである。なお、この際の除去されたダメージ部Ｐ４の深さＺは、計測の結果１５ｎｍ以下であった。
【００２３】
以上のように、透過型フォトマスクＰの修正において、修正箇所Ｐ３に照射するイオンビームＢのエネルギーを集束イオンビーム装置１で照射可能な１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満とすることで、ダメージ部Ｐ４の深さＺを浅くすることができる。そして、洗浄工程においてダメージ部Ｐ４が確実に除去されることで、２４８ｎｍ未満の短い波長のレーザ光を照射する場合においても、透過型フォトマスクＰの透過率を改善させることができる。これは、特にＡｒＦを媒質とするレーザ光の波長である１９３ｎｍ以下から、レーザプラズマを光源としたレーザ光の波長である１３．５ｎｍ以上の波長を有する照射光において特に有効である。そして、修正した透過型フォトマスクにおいて、短い波長の照射光によるフォトリソグラフィが可能であることで、従来２４８ｎｍの波長の照射光では転写可能なウエハ上の線幅は９０ｎｍ程度であったが、線幅が９０ｎｍ未満、特に２２ｎｍ以上６５ｎｍ以下の範囲においても転写することが可能となる。つまり、ＡｒＦイマージョンリソグラフィー、ＥＵＶリソグラフィーにおいても、修正した透過型マスクを転写に使用することが可能となる。また、除去されるダメージ部Ｐ４の深さＺを１５ｎｍと、従来が２５ｎｍ以上であったのに比べて浅くすることができるので、照射されたレーザ光の位相変化を最小限とすることができる。このため、位相効果型マスクにおいても、位相差によって互いに干渉してレーザ光の強度が低下してしまうのを防止することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図６は、この発明に係る第二の実施形態を示していて、反射型マスクの断面図を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２５】
図６に示すように、反射型マスクＱは、照射されるレーザ光（照射光）を反射させる反射層Ｑ１と、反射層Ｑ１上に形成される干渉層Ｑ２と、干渉層Ｑ２上にパターニングされ、照射されるレーザ光を吸収する吸収層Ｑ３とで構成される。より詳しくは、反射層Ｑ１は、例えば複数のシリコンで形成された層と、複数のモリブデンで形成された層との積層構造であり、干渉層Ｑ２は、例えば、クロムであり、吸収層Ｑ３は、例えばタンタル系化合物である。
【００２６】
このような反射型マスクＱにおいても、パターニングされた吸収層Ｑ３の修正箇所Ｑ４（加工位置）に集束イオンビームＢを照射し、修正することができる。この場合、第一の実施形態同様に、イオンビームＢのエネルギーを２０ｋｅＶ未満として照射することで、修正箇所Ｑ４を削り取るとともに、イオンビームＢのイオンが吸収層Ｑ３の下層に侵入するが、その侵入を干渉層Ｑ２までに留めることができる。このため、修正完了後に、洗浄工程として、干渉層Ｑ２をドライエッチングで取り除くことで、露出する反射層Ｑ１にダメージ部を形成しないようにすることができる。このような反射型マスクＱは、２４８ｎｍ未満の短い波長の照射光を照射させて転写させる場合に有効であり、特に前述の１３．５ｎｍ以上１９３ｎｍ以下の波長を有する照射光で転写させる場合に有効である。そして、前述のように、ＡｒＦイマージョンリソグラフィー、ＥＵＶリソグラフィーにおいても、修正した反射型マスクを転写に使用することが可能となる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２８】
なお、試料に照射されるイオンビームＢはガリウムイオン（Ｇａ＋）としたが、これに限るものでは無い。例えば、希ガス（Ａｒ）やアルカリ金属（Ｃｓ）など、陽イオンだけに限らず陰イオンでも良い。また、イオンビームＢを照射する試料として、透過型フォトマスクＰ及び反射型マスクＱを例に示したが、これに限ることは無く、様々な微細構造物の加工に対応することが可能である。例えば、Ｘ線マスクにおいても同様の効果を得ることができる。また、試料に所定のエネルギーでイオンビームを照射するものを集束イオンビーム装置１としたが、これに限られるものでは無く、少なくとも２０ｋｅＶ以下のエネルギーを有するイオンビームを集束し照射させることが可能な装置であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第一の実施形態の集束イオンビーム装置の構成図である。
【図２】この発明の第一の実施形態の透過型フォトマスクの断面図である。
【図３】この発明の第一の実施形態の集束イオンビーム装置によって透過型フォトマスクにイオンビームを照射する説明図である。
【図４】この発明の第一の実施形態のエネルギーを変えてイオンビームを照射した場合の試料のダメージ部の深さとイオン濃度の関係を示すグラフである。
【図５】この発明の第一の実施形態の洗浄工程前及び洗浄工程後において照射されるイオンビームのエネルギーと照射後の透過型フォトマスクの透過率との関係を示すグラフである。
【図６】この発明の第二の実施形態の反射型フォトマスクの断面図である。
【図７】レーザ光の照射回数と透過率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 集束イオンビーム装置
３ イオン供給部
４ 加速手段
５ 集束手段
６ イオン源
２４ アシストガス
２５ ガス銃
Ｂ イオンビーム
Ｅ 加速電圧
Ｐ 透過型フォトマスク（試料）
Ｐ１ 透過層
Ｐ２ 遮光層
Ｐ３ 修正箇所（加工位置）
Ｐ４ ダメージ部
Ｑ 反射型マスク（試料）
Ｑ１ 反射層
Ｑ２ 干渉層
Ｑ３ 吸収層
Ｑ４ 修正箇所（加工位置）
Ｓ 表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新素材、半導体デバイス、フォトマスク、Ｘ線マスク、記憶素子、磁気ヘッドなどの微細構造物に集束イオンビームを照射し、加工あるいは観察する集束イオンビームによる加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透過型フォトマスクの修正として、対象箇所に集束イオンビームを照射して加工を行う方法が行われている。集束イオンビームは、加工性を向上させるためにエネルギーを３０ｋｅＶ程度とし、かつ３０ｎｍ以下のビーム径まで集束させることで、迅速にかつ高精細にナノオーダーの加工を行ってきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、近年、集束イオンビームの照射による透過型フォトマスクなどの被照射物のダメージが問題となっている。すなわち、透過型フォトマスクの修正において、照射された集束イオンビームのイオンが透過層（例えば、ＳｉＯ２）にも進入してしまい、転写工程時に照射される照射光の透過率が減少してしまう問題が報告されている。この問題の一つの解決方法として、半導体のマスクプロセスでは、集束イオンビームによる加工を行った表面を洗浄し、表面から深さ２５ｎｍ以上の透過層のダメージ部を取り除く方法が提案されている。この方法によれば、図７に示すように、従来から転写工程時に採用されている波長が２４８ｎｍ以上のレーザ光では、標準操作範囲（走査回数１０回）内において、透過型フォトマスクの修正後も９７％以上の透過率を確保することができることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。このため、波長が２４８ｎｍ以上のレーザ光で転写可能な線幅９０ｎｍ以上のパターニングにおいては、透過型フォトマスクは集束イオンビームによって修正され使用されていた。
【特許文献１】特開２００１−６６０５号公報
【非特許文献１】萩原良二・他、プロック・オブ・ＳＰＩＥ（proc. of SPIE）、「アドヴァンスド・ＦＩＢ・マスク・リペア・テクノロジー・フォア・ＡｒＦ・リソグラフィー（Advanced FIB mask repair technology for ArF lithography）」、（アメリカ）、２００１年、４０６９号、ｐ．５５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、半導体製造における微細構造化がさらに進み、転写される線幅が９０ｎｍ未満の範囲となるフォトリソグラフィ技術の開発が進められ、照射されるレーザ光も２４８ｎｍよりも波長の短いレーザ光（例えば、ＡｒＦを媒質とする波長１９３ｎｍのレーザ光）の採用が検討されている。しかしながら、非特許文献１によれば、図７に示すように、上述の透過型フォトマスクの修正方法では、２４８ｎｍ未満のレーザ光を照射した場合の透過率は十分改善されず、半導体製造の転写工程において修正箇所が転写されてしまう問題があった。また、２４８ｎｍ以上の波長のレーザ光を照射する場合においても、洗浄によってダメージ部を２５ｎｍ以上取り除くため、透過層の厚さが薄くなってしまい、照射されたレーザ光の位相角度が２０度以上変化してしまう。このため、位相効果を利用する位相効果型マスクでは、相互に干渉してしまい、照射されるレーザ光の強度が低下してしまう問題があった。このような集束イオンビームによるダメージ部形成の問題は、照射光（ＥＵＶ）を反射して転写させる反射型マスクにおいても同様で、反射型マスクの吸収層を集束イオンビームで修正した場合、反射層の反射率を低下させてしまう問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、試料の表面にイオンビームを照射して加工する際に、試料の損傷を最小限とする集束イオンビームの加工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、イオン源と試料との間に加速電圧を生じさせ、前記イオン源から放出されるイオンビームを集束し所定の加工位置に照射させて、前記試料の表面を加工する集束イオンビームによる加工方法であって、前記加速電圧によって生じる前記イオンビームのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することを特徴としている。
【０００６】
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、イオンビームのエネルギーを１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することでイオンの試料に侵入する深さを浅くすることができ、イオンビームの照射による試料の損傷を深部にまで至らないようにすることができる。
【０００７】
また、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記加工位置に前記イオンビームを照射するとともに、アシストガスを吹き付けることが好ましいとされている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、イオンビームによる加工をアシストガスによって促進させることができるので、イオンビームの照射量を少なくすることができる。このため、イオンビームの照射による試料の損傷をさらに軽減させることができる。
【０００８】
さらに、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記加工位置に前記イオンビームを照射した後、該イオンビームのイオンが侵入した前記試料のダメージ部を洗浄する洗浄工程を備えることがより好ましいとされている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、洗浄工程によってイオンビームのイオンが侵入したダメージ部を取り除くことができる。この際、上述のようにイオンが侵入する深さを浅くできるので、取り除かれる厚さを最小限に留めることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、透過層と、該透過層上にパターニングされた遮光層とで構成され、該遮光層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を透過し転写させる透過型フォトマスクであり、前記遮光層を修正することを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、遮光層の修正箇所（加工位置）にイオンビームを照射し加工した際、その下の透過層の損傷を最小限とすることができ、透過層の透過率の低下を防止することができる。このため、修正された透過型フォトマスクは、短い波長の照射光においても使用することができ、線幅をより狭くして転写させることができる。
【００１０】
また、本発明は、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、反射層と、該反射層上の干渉層と、該干渉層上にパターニングされた吸収層とで構成され、該吸収層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を反射し転写させる反射型マスクであり、前記吸収層を修正することを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、吸収層の修正箇所（加工位置）にイオンビームを照射し加工した際、イオンビームによる損傷を吸収層の下の干渉層で留めることができ、反射層にイオンビームのイオンが侵入するのを防ぎ、反射率の低下を防止することができる。このため、修正された反射型マスクは、短い波長の照射光においても使用することができ、線幅をより狭くして転写させることができる。
【００１１】
さらに、上記の集束イオンビームの加工方法において、前記試料は、照射し転写させる前記照射光の波長が１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満であることを特徴としている。
この発明に係る集束イオンビームによる加工方法によれば、透過型フォトマスクにおいては透過層の透過率の低下を防止し、反射型マスクにおいては反射層の反射率の低下を防止することができるので、１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満である短い波長の照射光であっても影響無く使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の集束イオンビームの加工方法によれば、イオンビームを照射した際の試料へのイオンの侵入を抑え、試料の損傷を最小限とすることができる。例えば、透過型フォトマスクの修正においては透過率の低下、反射型マスクにおいては反射率の低下を防ぐことができる。このため、短い波長の照射光を照射する場合においても、加工による影響を最小限に留めることができ、６５ｎｍ以下の細かい線幅のパターニングも可能とさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１から図５は、この発明に係る第一の実施形態を示している。図１に集束イオンビーム装置の構成図を示す。また、図２に透過型フォトマスクの断面図を示す。さらに、図３に集束イオンビーム装置によって透過型フォトマスクにイオンビームを照射する説明図を示す。また、図４はエネルギーを変えてイオンビームを照射した場合の試料のダメージ部の深さとイオン濃度の関係を示すグラフ、図５は洗浄工程前及び洗浄工程後において照射されるイオンビームのエネルギーと照射後の透過型フォトマスクの透過率との関係を示すグラフである。
【００１４】
図１に示すように、集束イオンビーム装置１は、試料である透過型フォトマスクＰを配置する試料設置部２と、透過型フォトマスクＰの表面Ｓに照射されるイオンビームＢを供給するイオン供給部３と、イオン供給部３からイオンビームＢを引き出し加速させる加速手段４と、加速手段４によって加速されたイオンビームＢを減速し、集束させる集束手段５とを備える。図２に示すように、透過型フォトマスクＰは照射されるレーザ光（照射光）を透過させる透過層Ｐ１と、透過層Ｐ１上にパターニングされ、照射されるレーザ光を遮蔽する遮光層Ｐ２とで構成される。より詳しくは、透過層Ｐ１は、例えば石英ガラスであり、遮光層Ｐ２は、例えばクロムなどの金属膜やモリブデンシリサイドなどの無機物を主体とした薄膜である。また、図１に示すように、透過型フォトマスクＰは、試料設置部２に配置されることで、接地された状態となっている。
【００１５】
図１に示すように、イオン供給部３にはイオン源６が備えられている。イオン源６は、例えば、液体ガリウムであり、図示しないフィラメントが設けられていて、フィラメント電源６ａと接続されている。このため、イオン源６は、フィラメントによって熱せられて常に液体状態に保たれ、周辺に生じる電位差によってイオンビームＢであるガリウムイオン（Ｇａ＋）を放出可能な状態になっている。さらに、イオン供給部３には電圧を調整可能な加速電源７が接続され、正の加速電圧Ｅが印加されている。
【００１６】
また、加速手段４及び集束手段５には、それぞれ第一のバイポテンシャルレンズ８及び第二のバイポテンシャルレンズ９が備えられている。第一のバイポテンシャルレンズ８及び第二のバイポテンシャルレンズ９は、それぞれ、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ及び出射側電極８ｃ、９ｃが並列されているとともに、それぞれ異なる電圧を印加させることが可能となっている。すなわち、図１に示すように、第一のバイポテンシャルレンズ８の入射側電極８ａは、電圧を調整可能な引き出し電源１１の陰極と接続され、中間電極８ｂは電圧を調整可能なコンデンサレンズ電源１２の陰極と接続されている。また、第一のバイポテンシャルレンズ８の出射側電極８ｃと第二のバイポテンシャルレンズ９の入射側電極９ａとは、導電性を有する中間加速管１３で接続されているとともに、中間加速管１３は電圧を調整可能な中間加速電源１４の陰極と接続されている。また、第二のバイポテンシャルレンズ９の中間電極９ｂは、電圧を調整可能な対物レンズ電源１５の陰極と接続されている。さらに、出射側電極９ｃは接地されており、同じく接地されている透過型フォトマスクＰとの間には電場が形成されない構成となっている。また、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ及び出射側電極８ｃ、９ｃには、同軸に貫通する貫通孔８ｄ、９ｄが形成され、入射されたイオンビームＢが貫通可能な構成となっている。
【００１７】
これらのバイポテンシャルレンズは、入射側電極８ａ、９ａ、中間電極８ｂ、９ｂ、及び出射側電極８ｃ、９ｃのそれぞれに異なる電圧が印加されることによって、それぞれの間に電場を形成することができる。そして、この形成された電場によって、貫通孔８ｄ、９ｄを貫通するイオンビームＢを集束（拡散）させることができる。また、加速電圧Ｅと出射側電極８ｃ、９ｃの電圧との電位差によって、貫通孔８ｄ、９ｄを貫通するイオンビームＢは加速（減速）することができる。つまり、バイポテンシャルレンズに入射された陽イオン（Ｇａ＋）であるイオンビームＢは、加速または減速させることでエネルギーを調整することが可能であるとともに、収差を抑え効果的に集束されることとなる。
【００１８】
また、図１に示すように、イオンビーム装置１は、さらに中間加速管１３の内部において、照射されるイオンビームＢのＯＮ／ＯＦＦを行うブランキング電極１６と、イオンビームＢの光軸のずれを修正するアライメント電極１７と、イオンビームＢの断面形状の歪みを補正し、真円に形成する非点補正器１８とを備えている。ブランキング電極１６は、ブランキング電源１９と接続され、電圧を印加することで、通過するイオンビームＢを透過型フォトマスクＰに照射されないように偏向させることができる。また、アライメント電極１７は、アライメント電源２０と接続され、電圧を印加し電場を形成することで、通過するイオンビームＢの光軸を修正することができる。さらに、非点補正器１８は、非点補正電源２１と接続され、電圧を印加し電場を形成することで、通過するイオンビームＢの断面形状の歪みを修正することができる。また、イオンビーム装置１は、第二のバイポテンシャルレンズ９と透過型フォトマスクＰとの間に走査電極２２を備えている。走査電極２２は走査電源２３と接続され、走査電源２３の電圧の操作によって、通過するイオンビームＢの透過型フォトマスクＰに照射する位置を調整することができる。
【００１９】
さらに、透過型フォトマスクＰの表面Ｓ付近には、透過型フォトマスクＰの表面Ｓにおける遮光層Ｐ２の加工位置である修正箇所Ｐ３にアシストガス２４を吹き付けるガス銃２５が備えられている。アシストガス２４は、より詳しくは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン系ガス、またはハロゲン系ガスを含むガス、若しくは窒素酸化物系のガスなどである。図３に示すように、このようなアシストガス２４は、修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射した際に、修正箇所Ｐ３の削り込みを促進させることができる。なお、図示しないが、修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射した際に発生する二次電子を検出する二次電子検出器や二次イオンを検出する二次イオン検出器などを透過型フォトマスクＰの表面Ｓ付近に設ける構成としても良い。二次電子検出器や二次イオン検出器によって、イオンビームＢが照射された透過型フォトマスクＰの表面Ｓの状態を観察することができる。
【００２０】
次に、この集束イオンビーム装置１を使用して、透過型フォトマスクＰの遮光層Ｐ２の修正箇所Ｐ３にイオンビームＢを照射し、修正する工程について説明する。まず、図１に示すように、集束イオンビーム装置１の各電源の電圧を設定して、イオンビームＢを所定のエネルギーで照射する。例えば、加速電源の加速電圧Ｅを１０ｋＶ、引き出し電源の電圧を６ｋＶ、コンデンサレンズ電源の電圧を２０ｋＶ、中間加速電源の電圧を１０ｋＶ、対物レンズ電源の電圧を２０ｋＶに設定したとする。これにより、イオン供給部３は＋１０ｋＶに、第一のバイポテンシャルレンズ８の入射側電極８ａは＋４ｋＶに、中間電極８ｂは−２０ｋＶに、出射側電極８ｃは−１０ｋＶに印加される。また、第二のバイポテンシャルレンズ９の入射側電極９ａは−１０ｋＶに、中間電極８ｂは−２０ｋＶに印加される。つまり、イオンビームＢは、第一のバイポテンシャルレンズ８で２０ｋｅＶのエネルギーまで加速され、第二のバイポテンシャルレンズ９で減速されるとともに集束する。そして、イオンビームＢは、加速電源７で設定された加速電圧Ｅ（＝１０ｋＶ）に従い、１０ｋｅＶの低エネルギーで透過型フォトマスクＰの修正箇所Ｐ３に照射される。なお、このイオンビームＢの照射時のエネルギーは、加速電圧Ｅを設定することで、１ｋｅＶ以上の範囲で調整して透過型フォトマスクＰの加工を行うことが可能である。そして、図３に示すように、アシストガス２４の促進作用とあいまって、最小限のイオンビームＢの照射量で修正箇所Ｐ３を削り込むことができる。この際、修正箇所Ｐ３の下部の透過層Ｐ１にイオンビームＢのイオンが侵入し、ダメージ部Ｐ４が形成されてしまう。
【００２１】
図４は、加速電圧Ｅ（イオンビームＢのエネルギー）を５ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、３０ｋＶとしたそれぞれの場合において、透過型フォトマスクＰの表面Ｓからの深さＺ（ｎｍ）と、侵入したガリウム（Ｇａ）の濃度（Ｉｏｎｓ／ｃｍ３）との関係を計算によって算出したものである。図４に示すように、イオンビームＢのエネルギーを低くすることで、ガリウムイオンが侵入する最大深さ及びイオン濃度がピークとなる深さは、ともに浅くなり、特に加速電圧Ｅが２０ｋＶ未満（イオンビームＢのエネルギーが２０ｋｅＶ未満）で大きく変化し、加速電圧Ｅが１０ｋＶ以下（イオンビームＢのエネルギーが１０ｋｅＶ以下）でその傾向がさらに顕著となることがわかる。つまり、イオンビームＢのエネルギーを低くすることで、透過型フォトマスクＰのダメージ部Ｐ４を深部にまで至らないようにすることができる。
【００２２】
図５は、加速電圧Ｅ（イオンビームＢのエネルギー）を５ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、３０ｋＶとしたそれぞれの場合において、透過型フォトマスクＰにイオンビームＢを照射し修正箇所Ｐ３を修正した時の加速電圧Ｅと、修正後の透過型フォトマスクＰに波長１９３ｎｍのレーザ光（ＡｒＦ）を照射した時の透過率との関係を表わしたものである。なお、イオンビームＢの走査回数は、図７に示す標準操作範囲内となる１０回としている。さらに、修正した透過型フォトマスクＰのダメージ部Ｐ４を洗浄し、ダメージ部Ｐ４を除去する洗浄工程を実施した時の透過率についても示す。洗浄工程は、より詳しくは、水を主体とする洗浄液やドライアイスやアッシングによって行われる。図５に示すように、洗浄前においては、加速電圧Ｅを変化させても透過率に大きな変化は見られなかった。これは、図４に示すように、加速電圧Ｅを低くすることでダメージ部Ｐ４の深さＺは浅くなるが、その分ガリウム濃度は高まり、侵入したガリウムイオンの量は変らないことに起因する。一方、図５に示すように洗浄後においては、加速電圧Ｅが２０ｋＶ未満（イオンビームＢのエネルギーが２０ｋｅＶ未満）の場合において透過率が回復し、その傾向は加速電圧Ｅが１０ｋＶ以下（イオンビームＢのエネルギーが１０ｋｅＶ以下）においてさらに顕著となることがわかる。これは、図４に示すように、加速電圧Ｅが低くなるとダメージ部Ｐ４の深さＺが浅くなるので、洗浄工程によって確実に除去されるからである。なお、この際の除去されたダメージ部Ｐ４の深さＺは、計測の結果１５ｎｍ以下であった。
【００２３】
以上のように、透過型フォトマスクＰの修正において、修正箇所Ｐ３に照射するイオンビームＢのエネルギーを集束イオンビーム装置１で照射可能な１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満とすることで、ダメージ部Ｐ４の深さＺを浅くすることができる。そして、洗浄工程においてダメージ部Ｐ４が確実に除去されることで、２４８ｎｍ未満の短い波長のレーザ光を照射する場合においても、透過型フォトマスクＰの透過率を改善させることができる。これは、特にＡｒＦを媒質とするレーザ光の波長である１９３ｎｍ以下から、レーザプラズマを光源としたレーザ光の波長である１３．５ｎｍ以上の波長を有する照射光において特に有効である。そして、修正した透過型フォトマスクにおいて、短い波長の照射光によるフォトリソグラフィが可能であることで、従来２４８ｎｍの波長の照射光では転写可能なウエハ上の線幅は９０ｎｍ程度であったが、線幅が９０ｎｍ未満、特に２２ｎｍ以上６５ｎｍ以下の範囲においても転写することが可能となる。つまり、ＡｒＦイマージョンリソグラフィー、ＥＵＶリソグラフィーにおいても、修正した透過型マスクを転写に使用することが可能となる。また、除去されるダメージ部Ｐ４の深さＺを１５ｎｍと、従来が２５ｎｍ以上であったのに比べて浅くすることができるので、照射されたレーザ光の位相変化を最小限とすることができる。このため、位相効果型マスクにおいても、位相差によって互いに干渉してレーザ光の強度が低下してしまうのを防止することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図６は、この発明に係る第二の実施形態を示していて、反射型マスクの断面図を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２５】
図６に示すように、反射型マスクＱは、照射されるレーザ光（照射光）を反射させる反射層Ｑ１と、反射層Ｑ１上に形成される干渉層Ｑ２と、干渉層Ｑ２上にパターニングされ、照射されるレーザ光を吸収する吸収層Ｑ３とで構成される。より詳しくは、反射層Ｑ１は、例えば複数のシリコンで形成された層と、複数のモリブデンで形成された層との積層構造であり、干渉層Ｑ２は、例えば、クロムであり、吸収層Ｑ３は、例えばタンタル系化合物である。
【００２６】
このような反射型マスクＱにおいても、パターニングされた吸収層Ｑ３の修正箇所Ｑ４（加工位置）に集束イオンビームＢを照射し、修正することができる。この場合、第一の実施形態同様に、イオンビームＢのエネルギーを２０ｋｅＶ未満として照射することで、修正箇所Ｑ４を削り取るとともに、イオンビームＢのイオンが吸収層Ｑ３の下層に侵入するが、その侵入を干渉層Ｑ２までに留めることができる。このため、修正完了後に、洗浄工程として、干渉層Ｑ２をドライエッチングで取り除くことで、露出する反射層Ｑ１にダメージ部を形成しないようにすることができる。このような反射型マスクＱは、２４８ｎｍ未満の短い波長の照射光を照射させて転写させる場合に有効であり、特に前述の１３．５ｎｍ以上１９３ｎｍ以下の波長を有する照射光で転写させる場合に有効である。そして、前述のように、ＡｒＦイマージョンリソグラフィー、ＥＵＶリソグラフィーにおいても、修正した反射型マスクを転写に使用することが可能となる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２８】
なお、試料に照射されるイオンビームＢはガリウムイオン（Ｇａ＋）としたが、これに限るものでは無い。例えば、希ガス（Ａｒ）やアルカリ金属（Ｃｓ）など、陽イオンだけに限らず陰イオンでも良い。また、イオンビームＢを照射する試料として、透過型フォトマスクＰ及び反射型マスクＱを例に示したが、これに限ることは無く、様々な微細構造物の加工に対応することが可能である。例えば、Ｘ線マスクにおいても同様の効果を得ることができる。また、試料に所定のエネルギーでイオンビームを照射するものを集束イオンビーム装置１としたが、これに限られるものでは無く、少なくとも２０ｋｅＶ以下のエネルギーを有するイオンビームを集束し照射させることが可能な装置であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第一の実施形態の集束イオンビーム装置の構成図である。
【図２】この発明の第一の実施形態の透過型フォトマスクの断面図である。
【図３】この発明の第一の実施形態の集束イオンビーム装置によって透過型フォトマスクにイオンビームを照射する説明図である。
【図４】この発明の第一の実施形態のエネルギーを変えてイオンビームを照射した場合の試料のダメージ部の深さとイオン濃度の関係を示すグラフである。
【図５】この発明の第一の実施形態の洗浄工程前及び洗浄工程後において照射されるイオンビームのエネルギーと照射後の透過型フォトマスクの透過率との関係を示すグラフである。
【図６】この発明の第二の実施形態の反射型フォトマスクの断面図である。
【図７】レーザ光の照射回数と透過率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１ 集束イオンビーム装置
３ イオン供給部
４ 加速手段
５ 集束手段
６ イオン源
２４ アシストガス
２５ ガス銃
Ｂ イオンビーム
Ｅ 加速電圧
Ｐ 透過型フォトマスク（試料）
Ｐ１ 透過層
Ｐ２ 遮光層
Ｐ３ 修正箇所（加工位置）
Ｐ４ ダメージ部
Ｑ 反射型マスク（試料）
Ｑ１ 反射層
Ｑ２ 干渉層
Ｑ３ 吸収層
Ｑ４ 修正箇所（加工位置）
Ｓ 表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源と試料との間に加速電圧を生じさせ、前記イオン源から放出されるイオンビームを集束し所定の加工位置に照射させて、前記試料の表面を加工する集束イオンビームによる加工方法であって、
前記加速電圧によって生じる前記イオンビームのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記加工位置に前記イオンビームを照射するとともに、アシストガスを吹き付けることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記加工位置に前記イオンビームを照射した後、該イオンビームのイオンが侵入した前記試料のダメージ部を洗浄する洗浄工程を備えることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、透過層と、該透過層上にパターニングされた遮光層とで構成され、該遮光層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を透過し転写させる透過型フォトマスクであり、前記遮光層を修正することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、反射層と、該反射層上の干渉層と、該干渉層上にパターニングされた吸収層とで構成され、該吸収層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を反射し転写させる反射型マスクであり、前記吸収層を修正することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、照射し転写させる前記照射光の波長が１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満であることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項１】
イオン源と試料との間に加速電圧を生じさせ、前記イオン源から放出されるイオンビームを集束し所定の加工位置に照射させて、前記試料の表面を加工する集束イオンビームによる加工方法であって、
前記加速電圧によって生じる前記イオンビームのエネルギー範囲を１ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ未満に設定することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記加工位置に前記イオンビームを照射するとともに、アシストガスを吹き付けることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記加工位置に前記イオンビームを照射した後、該イオンビームのイオンが侵入した前記試料のダメージ部を洗浄する洗浄工程を備えることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、透過層と、該透過層上にパターニングされた遮光層とで構成され、該遮光層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を透過し転写させる透過型フォトマスクであり、前記遮光層を修正することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、反射層と、該反射層上の干渉層と、該干渉層上にパターニングされた吸収層とで構成され、該吸収層がパターニングされた部分以外に照射された照射光を反射し転写させる反射型マスクであり、前記吸収層を修正することを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の集束イオンビームによる加工方法において、
前記試料は、照射し転写させる前記照射光の波長が１３．５ｎｍ以上２４８ｎｍ未満であることを特徴とする集束イオンビームによる加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１０３１０８（Ｐ２００７−１０３１０８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８９７１７（Ｐ２００５−２８９７１７）
【出願日】平成１７年１０月３日（２００５．１０．３）
【出願人】（５０３４６０３２３）エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 (330)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３日（２００５．１０．３）
【出願人】（５０３４６０３２３）エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 (330)
【Ｆターム（参考）】
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