修正装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种修正装置，其对于试样的损伤较小，在长时间内稳定且效率良好地进行掩膜等的细微部位的修正。修正装置(10)至少具备：气体电场电离离子源，其具有锐化的针尖；冷却单元，其冷却针尖；离子束镜筒(11)，其使在气体电场电离离子源产生的气体的离子集束，形成集束离子束；试样工作台(15)，其设置经通过离子束镜筒(11)形成的集束离子束照射的试样，并能够移动；试样室(13)，其内置试样工作台(15)；以及控制部(20)，其通过集束离子束修正作为试样的掩膜(14)或纳米压印光刻的模具。气体电场电离离子源以氮作为离子，并具备通过铱单晶构成的针尖，该铱单晶具有能够产生离子的单一的顶点。

【技术实现步骤摘要】
修正装置
本专利技术涉及基于具备气体电场电离离子源的离子束的修正装置，还涉及用于修正 半导体元件的制造时等形成细微图形时所使用的光掩模、EU掩模以及纳米压印原板等存在 的缺陷等的修正装置。
技术介绍
以往，在制造半导体元件等时用于图形曝光装置的掩模为透射型掩模或 EUV(ExtremeUltraViolet:极紫外光）曝光用的反射型掩模等。已知在这些掩模的图形中 存在缺陷等的情况下，并非再次重新制作昂贵的掩模整个表面，而是基于经济性和时间性 的观点，采用仅修正缺陷等的方法。作为这种情况下使用的修正装置，已知除了可用于掩模 之外还可用于纳米压印原板（模具），基于镓离子的集束离子束（FIB:FocusedIonBeam) 或电子束的掩模修正装置。 例如公开了使用集束离子束的装置（例如，参照专利文献1)，该集束离子束是通 过离子光学系统集束作为照射束从液体金属离子源释放的离子而形成的。该装置使用聚集 为直径几nm左右的镓离子的集束离子束，通过细微区域的不要图形的去除和图形欠缺部 的植模等，进行掩模修正。 例如，公开了使用电子束和辅助气体的掩模修正装置（例如，参照专利文献2)。该 装置能够防止离子注入的透射率比镓离子的集束离子束低的情况，束集束性优良。 另外，当前作为被期待集束性比镓离子的集束离子束良好的集束离子束装置的离 子源，已知气体电场电离离子源（GFIS:GasFieldIonSource)。气体电场电离离子源通过 使原料气体在针尖前端的高电场区域离子化而能够形成为集束离子束，因此释放的离子能 量的扩散较小仅为液体金属离子源的几分之一，因而束集束性比镓离子的集束离子束高。 可通过二次电子和辅助气体与电子束同样地产生蚀刻效果，然而由于二次电子的产生区域 比电子束的产生区域小，因此期待能够实现细微区域的加工。 此外，将在气体电场电离离子源中产生离子并锐化的针状电极称作针尖（Tip)。该 锐化的针状电极还可用于电子显微镜的电子源的针状电极和扫描探针显微镜的探针等。以 往，为了在电子显微镜和集束离子束装置中获得高分辨率的图像，期望将针尖的前端锐化 为由几个原子构成的程度。另外，为了在扫描探针显微镜中使针尖的寿命变长，并获得高分 辨率的图像，期望将针尖的前端锐化为原子级别（level)使其寿命变长。 图13 (A)?（C)表示现有的针尖500的概要形状。如图13 (A)所示的针尖500的 整体形状那样，针尖500形成为直径为几百μm以下的细线的前端被电解研磨（也称之为 湿蚀刻）而变细变尖的形状。如图13(B)所示的针尖500的前端部A那样，针尖500在前 端部A具备微小的突起501。如图13(C)所示的针尖500的突起501那样，该微小的突起 501为原子累积数层而成的三角锥形状，而其前端（顶点）最多由数个原子构成。在以下内 容中，将突起501称作角锥结构。 接着，参照图14说明使用针尖500的气体电场电离离子源的离子产生原理。 向离子源供给待离子化的气体，在针尖500周边存在待离子化的气体分子和原子 (在此简称为气体分子）601。针尖500通过冷却装置（省略图示）进行冷却。 而且，通过电源602向针尖500与导出电极603之间施加电压，若在针尖500的前 端的周边产生了高电场，则在针尖500周边漂浮的气体分子601极化，通过极化力被吸引移 动到针尖500的前端。然后，被吸引的气体分子601通过针尖500的前端的高电场进行离 子化。 产生的离子604从导出电极603的开口部603a通过下游的离子光学系统（省略 图示）朝试样（省略图示）释放。该气体电场电离离子源的释放离子604的束（离子束） 的区域的大小、即离子源的源极尺寸极小，因此成为高亮度的离子源，能够在试样上形成极 细的集束离子束。 当前已知在使用气体电场电离离子源的集束离子束装置（或离子显微镜）中，使 用钨针尖的技术。 例如，公开了一种使用气体电场电离离子源的光掩模的缺陷修正方法（例如，参 照专利文献4)。使用从该气体电场电离离子源产生的稀有气体离子束的修正装置能够减轻 掩模透射性的恶化（例如，向通过现有的镓离子的集束离子束产生的掩模内注入镓导致的 掩模透射性的恶化）。另外，作为稀有气体的一种的氦，其质量大于电子，因而相比基于电子 束的掩模修正，加工效率得以提升。 例如，已知通过使氮离子化而形成集束离子束的掩模修正装置（例如，参照专利 文献5)。作为该掩模修正装置的针尖，使用在钨或钥上抑或是由钨或钥构成的针状基材上 覆盖钼、钯、铱、铑或金等贵金属的结构。 例如，公开了基于从气体电场电离离子源产生的氢离子束的极紫外光曝光用的掩 模修正（例如，参照专利文件5)。该掩模修正装置的针尖是在由钨或钥构成的针状基材上 覆盖钼、钯、铱、铑或金等贵金属形成的。该针尖的前端为通过原子级别锐化的金字塔状。 以原子级别使针尖前端锐化的方法十分重要，然而难以执行，已知有各种方法。 针尖的结晶表面的原子密度较低的晶面易被锐化，因而钨针尖的<111>方向被 锐化。钨的{111}晶面为3次旋转对称，{110}晶面或{112}晶面成为锥体结构的侧面（锥 面）。 作为以钨针尖的前端面由几个原子构成的方式使前端锐化的方法，已知使用氮或 氧的电场感应气体蚀刻、热分面（facet)和重塑（remolding)等的方法，通过这些方法能够 再现性良好地使< 111 >方向锐化。 电场感应气体蚀刻是在使用电场离子显微镜（FM:FieldIonMicroscope)对以 氦等作为成像气体的FIM像的观察中导入氮气，蚀刻钨针尖的方法。氮的电场电离强度比 氦的电场电离强度低，因而氮气无法接近能够观察FIM像的区域（即氦进行电场电离的区 域），而被吸附于从钨针尖的前端略微离开的针尖侧面。然后，氮气与针尖表面的钨原子结 合而形成钨氮化物。钨氮化物的电场蒸发强度较低，因而仅对从氮气所吸附的前端略微离 开的针尖侧面选择性进行蚀刻。此时，钨针尖的前端的钨原子未被蚀刻，因而可获得具有比 经电解研磨的针尖更为锐化的前端的针尖（例如，参照专利文献7)。 热分面是在氧气氛中对电解研磨后的针尖进行加热，从而使特定的晶面成长，在 针尖的前端形成多面体结构的方法（例如，参照专利文献8)。 重塑是在超高真空中对电解研磨后的针尖加热和施加高电压，从而在针尖的前端 形成晶面的方法（例如，参照专利文献9)。 此外，当前已知基于搭载了使用锐化为原子级别的钨针尖的气体电场电离离子源 的氦集束离子束的扫描离子显微镜、即集束离子束装置（例如，参照非专利文献1)。该集束 离子束装置的针尖前端由3个钨原子构成（也称之为三量体），从3个原子分别释放离子， 选择从其中1个原子释放的离子进行束集束。 此外，当前已知在基于搭载了使用钨针尖的气体电场电离离子源的氦集束离子束 的扫描离子显微镜中，释放离子的钨针尖的前端被由3个钨原子构成的三量体封端，从3个 原子分别释放离子，选择从其中1个原子释放的离子进行束集束（例如，参照非专利文献 2)。 此外，当前已知在<210 >铱单晶针尖的前端形成由1个{本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修正装置，其特征在于，至少具备：气体电场电离离子源，其具备离子产生部，该离子产生部具有锐化的针尖；冷却单元，其冷却所述针尖；离子束镜筒，其使在所述气体电场电离离子源中产生的气体的离子集束，形成集束离子束；试样工作台，其设置要被照射所述离子束镜筒所形成的所述集束离子束的试样并能够移动；试样室，其至少内置所述试样工作台；以及控制单元，其通过由所述离子束镜筒形成的所述集束离子束修正作为所述试样的掩模或纳米压印光刻的模具，所述气体电场电离离子源以氮作为所述离子，并具备由能够产生所述离子的铱单晶构成的所述针尖。

【技术特征摘要】
2013.08.23 JP 2013-173954;2014.07.16 JP 2014-146181. 一种修正装置，其特征在于，至少具备： 气体电场电离离子源，其具备离子产生部，该离子产生部具有锐化的针尖； 冷却单兀，其冷却所述针尖； 离子束镜筒，其使在所述气体电场电离离子源中产生的气体的离子集束，形成集束离 子束； 试样工作台，其设置要被照射所述离子束镜筒所形成的所述集束离子束的试样并能够 移动； 试样室，其至少内置所述试样工作台；以及 控制单元，其通过由所述离子束镜筒形成的所述集束离子束修正作为所述试样的掩模 或纳米压印光刻的模具， 所述气体电场电离离子源以氮作为所述离子，并具备由能够产生所述离子的铱单晶构 成的所述针尖。2. 根据权利要求1所述的修正装置，其特征在于， 所述针尖具备角锥结构，该角锥结构具有以1个铱原子作为顶点的前端。3. 根据权利要求1或2所述的修正装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒卷文朗，八坂行人，松田修，杉山安彦，大庭弘，小堺智一，相田和男，
申请(专利权)人：日本株式会社日立高新技术科学，
类型：发明
国别省市：日本;JP