(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英材料の透過を低減する埋込みガリウムを有する石英材料の透過率を回復する方法であって、
キセノンジフルオリドの気体を前記石英材料のガリウム埋込み部分に向けることと、
電子ビームを前記石英材料の前記ガリウム埋込み部分に向け、前記電子ビームの電子照射量が、前記石英材料の厚さの変化が１０ｎｍ未満であり、かつ前記石英材料の前記透過率が、埋込みガリウムのない前記石英材料の透過率に対して８０％を超えて向上するようなものであることとを備える、方法。
【請求項２】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、透過率が、埋込みガリウムのない前記石英材料の透過率の９０％を超えて向上するように、電子ビームを前記石英材料の一部に向けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、前記石英材料の厚さが２ｎｍ未満だけ変化するように、電子ビームを前記石英材料の一部に向けることを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、前記石英材料の厚さが５ｎｍ未満だけ変化するように、電子ビームを前記石英材料の一部に向けることを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、２．０ｎＣ／μｍ2未満の電子照射量を提供することを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、約０．１ｎＣ／μｍ2と約１．０ｎＣ／μｍ2との間の電子照射量を提供することを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
電子ビームを前記石英材料の一部に向けることが、約０．４ｎＣ／μｍ2と約０．８ｎＣ／μｍ2との間の電子照射量を提供することを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ・マスクの欠陥を修復する帯電粒子ビーム処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィは、集積回路および微小機械など、微細構造を製造するために使用されるプロセスである。フォトリソグラフィ・プロセスは、フォトレジストと呼ばれる放射線感応基板を光または他の放射のパターンに暴露させることを必要とする。パターンは、通常、あるパターンを基板の上に有する基板から成るマスクを放射が通過することによって創出される。パターンは、放射のいくらかを遮断し、またはその位相を変化させて、放射線感応材料の上に暴露領域および非暴露領域を形成する。２進強度マスクでは、パターンは、通常は透明である基板の上にある光吸収材料で作成される。位相シフト・マスクでは、パターンは、鮮明な画像を生成するフォトレジストの上に干渉パターンを生成するように、パターンを通過する光の位相をシフトさせる材料から成る。フォトレジストの上に生成される画像は、マスクの「空間像」と呼ばれる。生成することができる構造のサイズは、使用される放射の波長によって限定され、より短い波長が、より微細な構造を生成することができる。
【０００３】
フォトリソグラフィ・プロセスは、さらにより微細な構造を生成することが要求されるので、紫外線およびｘ線放射を含めて、放射のより短い波長を使用するリソグラフィ・システムが開発されている。（「光」および「フォトリソグラフィ」という用語は、可視光以外の放射をも含むように一般的な意味において使用される。）７０ｎｍ以下の寸法を有する構造を生成することができるシステムが、現在開発されている。そのような構造は、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長を有する光を使用して、フォトリソグラフィによって製造することができる。そのような短い波長と共に使用されるいくつかのフォトリソグラフィ・マスクは、マスクの上において透過性ではなく反射性のパターンを使用するが、その理由は、基板が、放射のそのような短い波長に対して十分に透過性ではないからである。そのようなマスクでは、放射は、マスクからフォトレジストの上に反射される。
【０００４】
フォトリソグラフィ・マスクは、マスクが所望の暴露パターンを精確に生成すべきである場合、製造不備があってはならない。直近に製造されたマスクは、パターン材料の損失または過剰などのいくつかの欠陥を有し、そのようなマスクを使用することができるようになる前に、欠陥を修復しなければならない。フォトリソグラフィのより小さいウエハフィーチャに対する要件は、フォトマスク上の欠陥を修復するために使用される技術をますます必要とする。
【０００５】
黒欠陥の場合、すなわち、余分な吸収剤または位相シフト材料が存在する場合、欠陥は、ガリウム・イオンの集束ビームなど、帯電粒子ビームを使用して余分な材料を除去することによって、修復することができる。残念ながら、イオン・ビームも、マスク表面を損傷して、イオンを基板に埋め込み、基板を通る光の透過率に悪影響を与える。より短い波長がフォトリソグラフィにおいて使用されるので、基板の不備は、マスクの空間画像に対してより大きな影響を有する。修復によって生じる基板のあらゆる変化が、マスクの性能に影響を与え、したがって、基板に対する修復の影響を低減する新しいマスク修復技術が必要である。
【０００６】
マスクの修復に対するイオン・ビームの影響を低減する１つの方法は、光の透過率を向上させるように基板の表面層を除去するために、キセノンジフルオリドなど、エッチング気体の存在する修復領域にわたって、集束イオン・ビームを走査することを必要とする。そのようなプロセスは、たとえば、アサノ（Ａｓａｎｏ）らへの米国特許第６３３５１２９号、ケーシー（Ｃａｓｅｙ），Ｊｒ．らへの米国特許第６０４２７３８号に記載されており、キセノンジフルオリドが存在する状態で修復領域にわたって帯電粒子ビームを走査することを同様に記述している。しかし、基板材料を除去することにより、基板の厚さが変化し、透過光の位相が変化する。位相の変化により、空間画像が変化し、具体的には位相シフト・マスクにおけるマスクの性能に悪影響を与える。また、ガリウム・ビームを表面に向けることを必要とするプロセスによって、埋め込まれたガリウムを除去することができる程度が限定される。したがって、当初の性能に近くなるようにマスクを回復する方法が必要である。
【特許文献１】米国特許第６３３５１２９号明細書
【特許文献２】米国特許第６０４２７３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、修復マスクを修復し、一方、欠陥のない状態で製造されたマスクの空間画像と同程度の修復マスクの空間画像を維持する、透過率を回復する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、たとえば、材料を除去するために使用される集束イオン・ビームによって付随的に埋め込まれたガリウム原子から、低減された光透過率を有する基板に電子ビームを向けることを必要とする。いくつかの実施形態では、電子ビームは、基板の厚さが電子ビームの照射によって大きく減少しないが、基板の透過率が大きく向上するようなビーム・エネルギーおよび照射量において、好ましくは気体が存在する状態で、基板に向けられる。当初のマスクの厚さに近いように厚さを維持することによって、透過放射の位相に対するマスク修復の影響は、最小限に抑えられる。他の実施形態では、基板の厚さは、透過率が回復される際に減少する。
【０００９】
以上は、以下に続く本発明の詳細な記述がよりよく理解されることが可能であるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり大まかに概述した。本発明の追加の特徴および利点が、以下で記述される。当業者なら、開示される概念および特有の実施形態は、本発明の同じ目的を実施するように他の構造を修正または設計する基盤として容易に使用されることが可能であることを理解されたい。また、当業者なら、そのような等価な構造は、添付の請求項において述べられる本発明の精神および範囲から逸脱しないことを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明およびその利点をより完全に理解するために、ここで、添付の図面と関連して取り入れられる以下の記述を参照する。
【００１１】
上述したように、ガリウム・イオン・ビームを石英表面に向けることにより、表面の透過率が減少し、それにより、石英フォトリソグラフィ・マスクの性能に悪影響を与える。このような透過率の減少を意図的に使用して、マスクの一部を相対的に不透明にすることができるが、透過率の偶発的な減少は、ガリウム・イオン・ビームが、半透明であることを意図しない領域を修復するために使用されるとき、望ましくない副作用となることもある。
【００１２】
本出願人は、エッチング改良気体が存在する状態で電子ビームを修復領域に向けることによって、修復領域の透過率を回復することができることを発見した。本出願人は、このプロセスの効果は、埋込みガリウムの濃度に関して変化することを発見した。
【００１３】
埋込みガリウムが比較的高濃度であるとき、本出願人は、基板の厚さを大きく変化させずに、修復領域の透過率を回復することができることを発見した。いくつかの場合、基板は、わずかに膨張するようである。すなわち、基板の厚さは、電子ビーム照射前より照射後において、より厚くなる。基板の厚さ、したがって透過光の位相は、大きくは変化されないが、修復領域の透過率は、通常９０％または９５％を超えて向上する。たとえば、照射量およびビーム・エネルギーの適切な組合わせでは、電子ビームは、ＸｅＦ2が存在する状態で、石英の厚さを著しく低減せずに、ガリウム混入石英基板の透過率を大きく向上させることができる。これは、予期されていない有利な発見であるが、その理由は、石英の除去自体が、望ましくない位相欠陥を生じるからである。
【００１４】
埋込みガリウムが比較的低濃度であるとき、基板は、より迅速にエッチングされるようであり、透過率が回復される際に厚さがより大きく変化する。いくつかの応用例では、厚さの変化は許容可能である。他の応用例では、厚さの変化を回避することが望ましい。
【００１５】
本出願人は、おそらくは、石英におけるガリウムは、気体と化学的に組み合わされて、透過性または揮発性であり、かつ石英基板から蒸発する化合物を形成すると仮説を立てる。代替として、材料がプロセスによって基板に追加されることが可能であり、または、石英基板は、ガリウム混入石英の除去にもかかわらず、基板の位置が変化しないように、膨張することが可能である。透過率回復の他の可能な説明は、プロセスは、埋込みガリウムの望ましくない吸収効果が無効になるような方式で、ガリウム混入石英を変化させる、とすることが可能である。基本となる機構に関するあらゆる理論の正確さに関係なく、本出願人は、本発明が、厚さに対して測定可能な影響を有さずに、透過率を回復することができることを実験的に証明した。
【００１６】
図１は、約０．２ｎＣ／μｍ2の比較的高い照射量においてガリウムが埋め込まれている、ガリウム・イオンの集束ビームを使用して約４４ｎｍの深さまでエッチングされた石英の５μｍ×５μｍの正方形領域について得られた実験結果を示す。したがって、図１において破線として示される４４ｎｍの深さが、他の処理によってエッチングされた深さを測定する開始点である。ガリウムが埋め込まれた後、領域は、処理室において約５．５×１０-6トール（Torr）のキセノンジフルオリドの圧力で、０．０６ｎＣ／μｍ2から０．０９ｎＣ／μｍ2にわたる照射量の電子ビームで洗浄された。正方形は、１９３ｎｍの波長において、グラフの右側のスケールで読み取られた透過率を表し、ひし形は、グラフの左側のスケールで読み取られた厚さを表す。
【００１７】
図１は、約０．６ｎＣ／μｍ2まで増大された電子ビーム照射量として、約３０％から約９５％の透過率の着実な向上を示し、透過率は、０．６ｎＣ／μｍ2と０．９０ｎＣ／μｍ2との間の照射量では約９５％において安定する。基板の厚さは、約０．３ｎＣ／μｍ2の照射量まで増大するようであり、この照射量において、石英基板は、約５ｎｍ膨張しているようである。電子ビーム照射量がさらに増大する際に、石英は、エッチングを開始するようである。約０．６ｎＣ／μｍ2の照射量において、石英は、約３または４ｎｍエッチングしたが、透過率は、約９５％に回復する。
【００１８】
透過放射の位相が重要である応用例では、たとえば、約０．５５ｎＣ／μｍ2において回復を実施することができ、透過率は、より高い電子照射量のようには高くないが、厚さは、本質的に変化しない。他の応用例では、約０．６ｎＣ／μｍ2の照射量において回復を実施することを望む可能性があり、この照射量において、厚さは、約４ｎｍだけ変化するが、透過率は、約９５％まで回復する。
【００１９】
図２は、米国特許第６０４２７３８号に記載されているように、臭素および水蒸気が存在する状態で、集束イオン・ビームを使用してクロミウムが剥ぎ取られた５μｍ×５μｍの正方形領域の実験結果を示す。クロムが除去された後、正方形は、プロセス室において約５．５×１０-6トールのキセノンジフルオリドの圧力で、０．０６ｎＣ／μｍ2から０．９０ｎＣ／μｍ2にわたる電子ビーム照射量により、キセノンジフルオリドが存在する状態で電子ビームを使用して洗浄された。クロムの除去中に埋め込まれたガリウムの量は、図１の実験において埋め込まれたガリウムの量より著しく少ない。ひし形は、グラフの左側のスケールで読み取られたエッチングの深さを表し、正方形は、グラフの右側のスケールで読み取られた１９３ｎｍにおける透過率を表す。図２の破線は、約９５ｎｍである集束イオン・ビーム・プロセスの終了時における、上部クロム表面に関する深さを表し、したがって、追加の処理によって行われるあらゆるエッチングは、９５ｎｍから測定される。
【００２０】
図２は、透過率が電子照射量を増大させることで向上することを示し、透過率は、約０．２０ｎＣ／μｍ2より大きい電子照射量において、約９７％を超える。しかし、石英は、約０．１３０μｍ3／ｎＣの定常率においてエッチングし、約９７％まで透過率を回復するために、石英を約２５ｎｍ除去することが必要であることが明らかである。したがって、低ガリウム埋込み濃度では、透過率は、１００％まで回復することができるが、石英の厚さは変化することが明らかである。
【００２１】
図３および４は、５．５×１０-6トールのＸｅＦ2が存在する状態における、０から１．０ｎＣ／μｍ2の電子ビーム照射量の透過率を示す。各線は、様々なレベルのガリウム埋込みの透過率を示す。図３は、１９３ｎｍの放射の透過率を示し、図４は、１５７ｎｍにおける光の透過率を示す。図３および４は、図１および２に示されるのと同様の透過率の傾向を示す。
【００２２】
図３は、電子ビームが、ガリウムの低照射量について約１００％まで透過率を回復し、高照射量のガリウムについて４０％未満から９０％を超えて透過率を向上させることを示す。より低い照射量のガリウムでは、透過率は、１００％まで回復する。図４は、同様のプロットを示すが、プロットされた透過率は、１５７ｎｍの波長における透過率である。１５７ｎｍにおける透過率は、電子ビーム処理によって向上するが、１９３ｎｍの放射について図３に示されるほどではない。
【００２３】
図５は、エッチング深さの対電子ビーム照射量を示し、各線は、異なるガリウム埋込み照射量を表す。図１および２と一貫して、図５は、より低いガリウム埋込み照射量において、石英基板のエッチングがより多く行われることを示す。
【００２４】
最後に、図６および７は、図３および４と同じデータを示すが、透過率は、ガリウム埋込み投与量に対してプロットされ、各グラフは、異なる電子ビーム照射量を表す。図６および７は、１９３ｎｍおよび１５７ｎｍの放射について、電子ビーム照射量を増大させることにより、透過率が向上することを示すが、１９３ｎｍの透過率は、より大きく回復する。
【００２５】
図８、９Ａ〜９Ｄ、および表１は、ガリウム・イオン・ビームを使用して石英基板において摩砕された８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチについて実施された実験結果を示す。
【００２６】
【表１】
0004550801.tif 000002
【００２７】
トレンチ２〜７およびトレンチ８の半分は、電子ビームおよびＸｅＦ2を使用してその後清浄され、走査プローブ・プロフィルメータによる測定によって確認されたように、石英材料は大きく除去されていない。図８および表１は、清浄されていないトレンチ１およびトレンチ８の部分が、ガリウム・ビームに暴露されていない石英基板の部分の透過率に対応する基準値と比較して、１９３ｎｍにおいて、それぞれ３２％および３４％の透過率を提示することを示す。本発明による清浄されたトレンチ２〜７およびトレンチ８の部分は、平均して９２％の透過率であり、すべてのトレンチが、基準値の９０％を超える透過率を提示した。
【００２８】
図９Ａ〜９Ｆは、フォトリソグラフィ・マスクの透過率を測定する空間画像測定システム（ＡＩＭＳ）からのコンピュータ画面を示す。図９Ａ〜９Ｆのそれぞれは、試験トレンチの強度プロファイル・プロットを示す。各プロットは、ｘ軸に沿った異なる点における透過率を示す。各グラフの複数プロットのそれぞれは、異なるＡＩＭＳ「集束」値において測定される。各グラフの隣には、マスクによって生成される実際の空間画像のピクチャがある。
【００２９】
図９Ａおよび９Ｂは、ガリウム・イオン・ビームを使用して摩砕され、次いで、本発明のプロセスを使用して清浄されていないトレンチ１を経た透過率を示す。図９Ｃおよび９Ｄは、ガリウム・イオン・ビームを使用して摩砕され、次いで、本発明のプロセスを使用して清浄されたトレンチ２および３を経た透過率をそれぞれ示す。図９Ｅおよび９Ｆは、トレンチ８の異なる半分を経た透過率を示し、図９Ｅは、上述されたプロセスに従って清浄されたトレンチ８の半分を経た透過率を示し、図９Ｆは、清浄されていないトレンチ８の半分を経た透過率を示す。
【００３０】
図１０は、試験トレンチを有する基板の光学顕微鏡画像を示す。光学顕微鏡画像は、基板から反射された光を使用する。非摩砕石英などの透明領域は、暗く見え、クロムなどの半透明領域は、明るく見える。清浄されていないトレンチ１およびトレンチ８の清浄されていない半分は、明るく見え、相対的に半透明であることを示す。
【００３１】
図１１Ａ、１１Ｃ、および１１Ｅは、それぞれ、トレンチ１、４、および８のトポロジの走査ナノフィルメータのプロットを示し、図１１Ｂ、１１Ｄ、および１１Ｆは、プロットが取られた空間画像の領域を示す。図１１Ａは、ガリウム・イオン・ビームで摩砕され、かつ本発明により処理されていないトレンチ１のナノプロフィルメータの測定を示す。図１１Ｂは、ナノプロフィルメータ走査の位置を示す。ガリウム混入石英の深さは、摩砕されていない未処置の石英の深さより小さい約４３ｎｍである。
【００３２】
図１１Ｃは、ガリウム・イオン・ビームを使用してエッチングされ、次いで本発明により清浄されたトレンチ４のナノプロフィルメータ測定を示す。トレンチの深さは、約４３ｎｍであり、これは、本発明により清浄されていないトレンチ１と同じ深さである。表１に示されるように、トレンチ４の透過率は９４％であり、一方、トレンチ１の透過率は３２％である。したがって、プロセスは、基板の厚さに大きな影響を与えずに、透過率を回復した。
【００３３】
図１１Ｅは、ガリウム・イオンのビームを使用してエッチングされ、次いで、本発明により半分のみが清浄されたトレンチ８のナノプロフィルメータ測定を示す。本発明により清浄されていないガリウム混入石英の深さは、３５ｎｍであり、本発明により清浄されたガリウム混入石英の深さは、３３ｎｍである。表１に示されるように、本発明により清浄されたトレンチ８の部分は、９３％の透過率を有し、一方、本発明により処理されていないトレンチ（トレンチ８’）の部分は、３４％の透過率を有する。したがって、図１１Ｅは、本発明が、厚さを低減せずに、透過率を回復したことを示す。本発明は、表面のトポロジに影響を与えずに、透過率を回復することができることが明らかである。（測定は、トレンチの底部におけるピットを示す。ピットは、機器の人工物であり、サンプル上の他の箇所における透過率の向上に関係しないと考えられる。）
帯電粒子ビーム・プロセスは、適用される照射量、すなわち、単位面積に入射する電子またはイオンの総数によって特徴付けることができる。帯電粒子ビームは、ビーム・エネルギーと呼ばれる、ビームの粒子のエネルギーによっても特徴付けられる。照射量は、通常、平方ミクロンあたりのナノクーロン（ｎＣ／μｍ2）で測定され、ビーム・エネルギーは、通常、電子ボルト（ｅＶ）で測定される。通常、マスク欠陥の修復に使用されるガリウム・イオン・ビームのパラメータは、３０ｋｅＶの入射ビーム・エネルギーにおいてクロムを除去するための０．３ｎＣ／μｍ2の照射量、１０〜２０ｎｍの画素間隔および等価なスポット・サイズ、６０００μｓの有効な気体リフレッシュ時間、および約０．２μｓのドエル（dwell）である。
【００３４】
１つの好ましい実施形態では、本発明の一実施形態による電子ビーム洗浄が、０．２μｍの画素間隔、等価なスポット・サイズ、２０００〜６０００μｓのリフレッシュ時間、および１〜１０μｓの画素ドエル時間の状態で、１ｋｅＶの電子ビームを使用して、約０．１ｎＣ／μｍ2から約１．０ｎＣ／μｍ2の照射量を適用する。ＸｅＦ2が、真空室において２×１０-6トールの背景圧力を生成するために加えられる。好ましい電子ビーム・エネルギーおよび照射量は、基板のタイプ、イオンのタイプ、イオンのエネルギー、および他のファクタに関して異なる。本出願人は、ビーム・エネルギーが重要であるとは考えず、他のビーム・エネルギーを使用することもできる。本明細書において提供される例およびガイダンスを使用して、当業者なら、様々な条件下において本発明を実施するために、適切な電子照射量およびビーム・エネルギーを実験的に決定することができる。
【００３５】
適用される好ましい電子照射量は、主に、ガリウムの濃度、または基板に埋め込まれた他の不純物の濃度に依拠する。たとえば、約０．０５〜０．２ｎＣ／μｍ2のガリウム照射量など、大量埋込み領域では、このような大量埋込み石英体系に電子ビームを向けることにより、わずかな石英が損傷されるが、透過率は、１９３ｎｍの放射の場合、ほぼ１００％に回復される。１５７ｎｍの放射の場合、透過率は、１００％よりいくらか小さく回復される。
【００３６】
他の例として、０．００５ｎＣ／μｍ2と０．０２ｎＣ／μｍ2との間など、より少ないガリウムの照射量で埋め込まれたより少ない石英の場合、修正ｅビーム清浄プロセスが使用される。より少なく埋め込まれた石英は、ｅビームおよびＸｅＦ2が存在する場合、はるかにより迅速にエッチングし、したがって、清浄後、より小さい電子ビーム照射量が、残りの石英の損傷を低減するために使用される。しかし、より少ない照射量においてさえ、透過率は、以前に記述された大量埋込みプロセスより、１５７ｎｍにおいてはるかに回復される。
【００３７】
好ましい実施形態では、清浄後の透過率は約８０％を超え、８５％を超えることがより好ましく、約９０％を超えることが最も好ましい。未処置領域と比較した透過率の相対的向上は、１００％（２倍）を超えることが好ましく、２００％（３倍）を超えることがより好ましく、２５０％（３．５倍）を超えることが最も好ましい。処置済み領域の厚さは、著しい量減少しないことが最も好ましい。いくつかの実施形態では、基板の厚さは、微量、好ましくは１０ｎｍ未満、より好ましくは５ｎｍ未満、最も好ましくは２ｎｍ未満、低減されることが可能である。
【００３８】
図１２は、本発明の方法のいくつかを実施するために使用することができる通常の２重ビーム・システム８を示す。２重ビーム・システム８は、上部ネック部分１２を有する排出エンベロープ１０を含み、上部ネック部分１２内には、液体金属イオン源１４、ならびに抽出装置電極および静電光学システムを含む集束カラム１６が配置される。イオン・ビーム１８が、源１４からカラム１６を経て、２０において概略的に示される静電偏向手段の間を加工物２２に向かって進む。加工物２２は、たとえば、下方室２６内の可動Ｘ−Ｙステージ２４の上に配置されるフォトリソグラフィ・マスクを備える。イオン・ポンプ２８が、ネック部分１２を排出させるために使用される。室２６は、真空制御装置３２の制御下において、ターボ分子および機械ポンピング・システム３０で排出される。真空システムは、室２６内において、約１×１０-7トールと５×１０-4トールとの間の真空を提供する。エッチング補助気体またはエッチング遅延気体が使用されるとき、室の背景圧力は、通常、約１×１０-5トールと１×１０-6トールとの間である。
【００３９】
高電圧電源３４が、約１ｋｅＶから６０ｋｅＶのイオン・ビーム１８を形成して、それを下方に向けるために、液体金属イオン源１４ならびに集束カラム１６の適切な電極に接続される。パターン生成装置３６によって提供される規定パターンに従って動作される偏向制御装置および増幅器３６が、偏向プレート２０に結合され、それにより、ビーム１８は、サンプル２２の上面上の対応するパターンを追跡するように制御されることが可能である。追跡されるパターンは、以下において詳細に記述される。いくつかのシステムでは、偏向プレートは、当技術分野では周知なように、最終レンズの前に配置される。
【００４０】
源１４は、通常、ガリウムの金属イオン・ビームを提供するが、マルチカスプまたは他のプラズマ・イオン源など、他のイオン源を使用することができる。源は、イオン・ミリング、改良エッチング、材料付着によって表面２２を修正するために、または表面２２を撮像する目的で、サンプル２２において、１０分の１ミクロン以下の幅のビームに集束することが通常できる。撮像用の２次イオンまたは電子の放出を検出するために使用される帯電粒子増幅器４０が、ビデオ回路および増幅器４２に接続され、増幅器４２は、駆動をビデオ・モニタ４４に供給し、ビデオ・モニタ４４は、制御装置３６からも検出信号を受信する。室２６内の帯電粒子増幅器４０の位置は、様々な実施形態において変更することができる。たとえば、好ましい帯電粒子増幅器４０は、イオン・ビームと同軸状にあり、かつイオン・ビームが通過することを可能にする穴を含むことができる。走査電子顕微鏡４１が、その電源および制御４５と共に、本発明を実施するためにＦＩＢカラムを備える。ステージ２４は、走査電子顕微鏡４１からの電子が、９０°の角度において加工物２２に当たることができるように、傾斜することが好ましい。他の実施形態では、走査電子顕微鏡４１は、垂直に配向され、ＦＩＢカラム１２は、傾斜される。他の実施形態では、２つの電子およびイオン・カラムは、平行とする、またはさらには別々のシステムにあることが可能である。流体送達システム４６が、気体蒸気をサンプル２２に導入して、向けるために、下方室２６の中に随意選択で延びる。
【００４１】
ドア６０が、加熱または冷却されることが可能であるステージ２４の上にサンプル２２を挿入し、またリザーバ５０をサービスするために、開かれる。ドアは、システムが真空下にある場合、開くことができないようにインターロックされる。高圧電源は、イオン・ビーム１８にエネルギーを与え、かつ集束させるために、イオン・ビーム・カラム１６の電極に適切な加速電圧を提供する。イオン・ビームが加工物に当たるとき、材料が、サンプルからスパッタリングされる、すなわち、サンプルから物理的に放出される。２重ビーム・システムが、たとえば本出願の譲受人であるＦＥＩカンパニ（ＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙ）［オレゴン州ヒルズバラ在］から市販されている。本発明は、単一または複数のビーム・システムについて実施することもできる。マスクを修復するとき、電荷の中和を使用することが好ましいが、その理由は、絶縁基板が、電荷を堆積させる傾向があり、電荷は、表面上のビームのランディング位置を変位させ、その結果、修復の位置を変化させることがあるからである。たとえば、電荷は、米国仮特許出願６０／４１１，６９９に記載されている電子フラッド・ガンまたはイオン生成装置を使用して中和することができる。
【００４２】
本発明およびその利点が詳細に記述されたが、添付の請求項によって確定される本発明の精神および範囲から逸脱せずに、様々な変更、代用、および変更を実施することができることを理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書において記述されたプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、およびステップに限定されることを意図しない。当業者なら、本発明の開示から、本明細書において記述された対応する実施形態とほぼ同じ機能を実施する、またはほぼ同じ結果を達成する、現在既存のまたは後に開発されるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップが、本発明により使用されることが可能であることを容易に理解するであろう。したがって、添付の請求項は、そのようなプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、またはステップなどの範囲内を含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ガリウムが大量に埋め込まれている石英に適用された電子ビーム・プロセスの電子ビーム照射量の関数として、エッチングの深さおよび透過率を示すグラフである。
【図２】クロム層を除去するためにガリウム・イオン・ビームを使用することによって処理されている石英に適用された電子ビーム・プロセスの電子ビーム照射量の関数として、エッチングの深さおよび透過率を示すグラフである。
【図３】ある範囲のガリウム・イオン・ビーム照射量で処理されている石英に適用された電子ビーム・プロセスの電子ビーム照射量の関数として、１９３ｎｍにおける透過率を示すグラフである。
【図４】ある範囲のガリウム・イオン・ビーム照射量で処理されている石英に適用された電子ビーム・プロセスの電子ビーム照射量の関数として、１５７ｎｍにおける透過率を示すグラフである。
【図５】ある範囲のガリウム・イオン・ビーム照射量で処理されている石英に適用された電子ビーム・プロセスの電子ビーム照射量の関数として、エッチングの深さを示すグラフである。
【図６】様々な電子ビーム照射量をガリウム埋込み石英に適用したプロセスのガリウム照射量の関数として、１９３ｎｍにおける透過率を示すグラフである。
【図７】様々な電子ビーム照射量をガリウム埋込み石英に適用したプロセスのガリウム照射量の関数として、１５７ｎｍにおける透過率を示すグラフである。
【図８】ガリウム・イオン・ビームを使用して石英基板において摩砕された８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチのそれぞれの１つを照射する１９３ｎｍにおいて測定された透過率を示すグラフである。
【図９Ａ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図９Ｂ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図９Ｃ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図９Ｄ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図９Ｅ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図９Ｆ】透過率の値が図８のグラフに示される８つの１０μｍ×１０μｍのトレンチの空間画像測定システムによって決定された透過率のプロットを示す図である。
【図１０】暗く見える非摩砕石英などの透明領域、および明るく見えるクロムなどの不透明領域を有する、基板を通る透過の画像を示す図である。
【図１１Ａ】試験サイトの走査ナノフィルメータのプロットを示す図である。
【図１１Ｂ】それぞれのトレンチにおける対応するナノフィルメータ・トレースの位置を示す図である。
【図１１Ｃ】試験サイトの走査ナノフィルメータのプロットを示す図である。
【図１１Ｄ】それぞれのトレンチにおける対応するナノフィルメータ・トレースの位置を示す図である。
【図１１Ｅ】試験サイトの走査ナノフィルメータのプロットを示す図である。
【図１１Ｆ】それぞれのトレンチにおける対応するナノフィルメータ・トレースの位置を示す図である。
【図１２】本発明を実施するのに適切な２重ビーム・システムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２】
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