CN104425199A

CN104425199A - 修正装置

Info

Publication number: CN104425199A
Application number: CN201410418547.3A
Authority: CN
Inventors: 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
Original assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: US9378858B2; US20160322123A1; KR20150022697A; TWI618092B; JP6490917B2; US20150053866A1; DE102014112044A1; TW201526022A; JP2015062170A; CN104425199B

Abstract

本发明公开一种修正装置，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。

Description

修正装置

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Extreme Ultra Violet：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：Focused Ion Beam)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：Gas Field Ion Source)。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氩，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，使用在钨或钼上抑或是由钨或钼构成的针状基材上覆盖铂、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钼构成的针状基材上覆盖铂、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(FIM：Field Ion Microscope)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{110}晶面和2个{311}晶面构成的微小的三角锥结构(例如，参照非专利文献3)。

此外，当前已知在锐化的＜210＞铱单晶针尖的前端通过热分面形成由1个{110}晶面和2个{311}晶面构成的微小的三角锥，进而其顶点为单一原子。已知该使用铱针尖的气体电场电离离子源能够在大约2250秒的期间内连续进行束释放(例如，参照非专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-156833号公报

专利文献2：日本特开2003-328161号公报

专利文献3：日本特表2009-517840号公报

专利文献4：国际公开第2009/022603号公报

专利文献5：日本特开2013-89534号公报

专利文献6：日本特开2011-181894号公报

专利文献7：美国专利第7431856号说明书

专利文献8：日本特开2009-107105号公报

专利文献9：日本特开2008-239376号公报

非专利文献

非专利文献1 William B.Thompson等，第28次LSI测试研讨会(LSITS2008)会议记录，(2008年)249页～254页，“Helium Ion Microscope for Semiconductor DeviceImaging and Failure Analysis Applications”

非专利文献2 B.W.Ward等，Journal of Vacuum Science&Technology,24卷，(2006年)2871页～2874页，“Helium ion microscope:A new tool for nanoscalemicroscopy and metrology”

非专利文献3 Ivan Ermanoski等，Surf.Sci.596卷，(2005年)，89页～97页“Atomic structure of O/Ir(210)nanofacets”

非专利文献4 Hong-Shi Kuo等，Nanotechnology,20卷，(2009年)335701号，“A Single-atom sharp iridium tip as an emitter of gas field ion sources”

发明内容

发明所要解决的课题

(关于镓集束离子束)

当前已知基于镓集束离子束或电子束的掩模修正装置。基于镓集束离子束的加工能够通过溅射效果蚀刻各种材料，然而若向掩模的待透射区域植入镓离子，则会产生光透射率降低的问题。此外，还会产生镓集束离子束不足以获得最前端的超细微尺寸的掩模的修正所需的最小加工尺寸的问题。

(关于电子束)

另一方面，使用电子束和辅助气体的掩模修正装置不会降低束照射部位的光透射率，能够实现超细微尺寸的光掩模修正所需的最小加工。然而，由于对于掩模材料的溅射效率较低，因而加工效率较差，通过电子束观察图形时的对比度较小，因而会产生无法明确地观察图形的问题。另外，近年来，关于将硅化钼(MoSi)等作为遮光膜的相位移位光掩模，提出了多种提高对于曝光和洗浄的损伤的耐性的遮光膜。然而，这些遮光膜的组成都接近基底玻璃基板的组成，且在遮光膜与基底玻璃基板的蚀刻速度间产生差异的辅助气体并不存在。因而，蚀刻材料的选择性较低，会产生难以在遮光膜与基底玻璃基板的界面等期望的位置处停止蚀刻的问题。进而，最小加工尺寸的极限是20到30nm，因此无法应对新一代EUV掩模等超细微尺寸的图形。

(关于气体电场电离离子源)

在使用气体电场电离离子源的掩模修正装置中，会产生进行试样观察时由于氩离子束的溅射效应对试样带来损伤的问题。另一方面，质量较小的氦虽然能够减轻对于透射部分的损伤，其集束性也高于镓集束离子束，然而由于试样的蚀刻效率较低，因而会产生掩模修正耗费过多时间的问题。另外，气体电场电离离子源的针尖会产生如下问题。

(关于钨针尖)

若针尖通过钨形成，则会产生针对作为待离子化的气体的化学活性气体种类、例如氮气等的耐性较低，离子源寿命较短的问题。例如，若氧或氮附着于钨针尖的表面时产生反应，生成了电场蒸发强度较低的钨氧化物或钨氮化物，则这些氧化物或氮化物以较低的电场强度从钨针尖表面电场蒸发而导致的损伤可能会加剧。微量的氧或氮可用于钨针尖的锐化处理，因而在钨针尖表面的氧化物或氮化物的生成是不可避免的，如果在钨针尖的前端产生了损伤，则可能出现产生离子电流的变动甚至是离子释放的停止。此外，若在钨针尖的前端产生了损伤，则需要再次进行锐化处理，产生搭载了该钨针尖的装置的停机时间(downtime)增加的问题。针对这种问题的产生，如果在通过搭载钨针尖的气体电场电离离子源释放氦离子，向离子源室导入氦气体的情况下，需要高昂的纯度气体，产生費用变高的问题。

另外，钨针尖以前端为被称作三量体的3个原子为顶点，从这3个原子同时释放3根束。具备该气体电场电离离子源的装置通过在离子束路径内设置的光圈选择从钨针尖释放的3根束中的1根束，使该束聚集并向试样照射。因此，到达试样的束电流至少减少为全束电流的1/3。此外，即使从针尖的前端释放的3根总释放离子电流的合计值固定，从3个原子分别释放的离子电流量的均衡也可能不稳定。束电流的降低会产生如下问题，即在图像化时会招致画质的降低，在加工时会招致加工量的减少。因而，通过3个原子封端的钨针尖存在加工形状和观察图像不稳定的可能性。

(关于被覆盖的针尖)

关于在由钨或钼构成的针材料上覆盖铂、钯、铱、铑或金等贵金属的针尖，其覆盖作业需要时间，在覆盖作业中可能会损伤前端。另外，在覆盖不充分的情况下，会产生通过化学活性气体从覆盖不充分的部位起进行蚀刻的问题。

(关于铱针尖)

针对钨针尖在前端以3个原子作为顶点的问题，作为能够以1个原子作为顶点且化学耐性比钨强的材料，已知在针尖使用铱。

然而，本发明人发现，在使铱针尖的前端锐化的精加工中，如果单纯沿用现有的手法，则难以在期望的位置仅形成1个期望的形状(即，以1个原子作为顶点的角锥结构)。

(关于铱针尖的锐化方法)

此外，铱的{210}晶面的表面原子密度较低，易于锐化，因而铱针尖的＜210＞方向被锐化。如图15所示，从正面观察铱的{210}晶面时的结晶相对于包含＜110＞的轴和＜210＞的轴的平面为镜像对称，因此若进行电场诱导气体蚀刻，则会保留{210}晶面与{310}晶面的边界附近，而由于{310}面呈长方形，因此不会保留奇数个的原子。即，使用铱的情况下，即便是三聚体等，也难以在较少的状态下在期望的位置形成终端的原子个数。此外，本发明人通过实验得出，仅凭电场蒸发进行最终的锐化精加工时，前端部的数层的原子层大多以块状态一并地电场蒸发，难以在前端形成期望的顶点。

(关于铱针尖的电场诱导氮蚀刻)

此外，作为铱针尖的锐化方法，在电场感应气体蚀刻中基于现有方法的氧气导入时，由于铱比钨化学耐性强，因而与处理钨的情况相比，会产生处理所需时间变长的问题。此外，在取代氧气的导入而导入氮气的情况下，能够在针尖的前端制作与钨同样的角锥结构。然而，会产生提高所导入的氮的压力的需要。提高导入气体压力会诱发针尖与导出电极之间的放电，损伤针尖前端的危险性变高。另外，蚀刻速度比钨的情况要慢，因此会产生处理所需时间变长的问题。

此外，本发明人通过实验得出，在通过电场感应气体蚀刻使铱针尖锐化时，有时在期望的位置以外的其他位置形成顶点，难以在每次处理时在同一个原子位置再现性良好地形成角锥结构。针尖前端的位置的再现性不稳定意味着离子和电子的释放位置在每次前端形成的处理时都会变化，需要每次高精度进行离子源或电子源的位置调整，以使得以较高精度对准电子显微镜或集束离子束装置的束，会产生实用情况下并非优选的问题。

(关于铱针尖的热分面)

此外，通过在氧气氛中对铱针尖进行热分面(低指数晶面的形成)，从而能够再现性良好地使＜210＞方向锐化。然而，若仅凭热分面进行最终的锐化精加工，则期望的顶点不仅形成于期望的位置处，有时还会形成在多处。另外，即使对铱进行加热处理，期望的晶面也不会成长，因而在规定的位置被规定的晶面包围，难以进行形成前端为单一原子的角锥结构的控制。进而，在气体电场电离离子源内实施热分面的情况下，在气体电场电离离子源内残留的氧原子作为对于铱针尖而言的杂质进行作用，可能会妨碍稳定的离子释放。由此，基于稳定动作的观点，期望提出在不使用氧的情况下使期望的位置锐化的方法。

另外，根据搭载了气体电场电离离子源的掩模修正装置，能够通过同一装置切换质量较大的离子源气体和质量较小的离子源气体。即，若照射离子种类的质量较大则能够进行接近镓集束离子束的特性的加工和观察，若照射离子种类的质量较小则能够进行接近电子束的特性的加工和观察。照射离子种类的质量可按照加工目的等进行选择。例如，在相位移位型光掩模的缺陷修正中，在除去表层的含MoSi玻璃层的情况下，需要使蚀刻在基底玻璃基板的界面上停止。为此，要求表层的蚀刻速度大于基底的蚀刻速度、即要求材料选择性较高的工艺。然而，在氢或氦等较轻的离子或电子束中，由于表层和基底都为玻璃材料，因此蚀刻速度并无太大差异。另一方面，氮或氖等的略重的离子束具有溅射效应，因而表层与基底的结构差异就成为蚀刻速度的差异。进而在作为较重元素的氩、氪和氙等中，植入离子造成的光透射率的恶化成为问题。因此，在相位移位型光掩模的修正中，采用氮和氖等略重的离子是最佳方案。

基于离子束的加工速度与释放离子电流成比例，而气体电场电离离子源的释放离子电流比镓集束离子束低几位数。即，由于加工速度极慢，因此需要确保尽可能大的释放离子电流。单纯提高原料气体压力以增大释放离子电流的情况下，会诱发针尖前端的放电，可能导致针尖前端损伤。因此，期待在较低的气体压力使用易于离子化的原料气体。其中，本发明人发现，由于氮的离子化效率比氖的离子化效率高，因此在相同的气体压力下氮束比氖束更易于获得较高的释放离子电流，对于光掩模修正而言氮集束离子束为最佳选择。

然而，氮气对某种金属具有腐蚀性，在氦气中混入微量的氮也会腐蚀(蚀刻)作为以往基于氦气的气体电场电离离子源的针尖材料而标准使用的钨。由此，针尖形状会发生变形，作为离子释放部的针尖前端部损伤，甚至可能导致离子释放的停止。因此，在使用钨针尖的现有的气体电场电离离子源中，难以通过以氮气作为主要成分供给实现氮离子束的生成。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种搭载了气体电场电离离子源的修正装置，该气体电场电离离子源对于试样的损伤较小，能够在长期间内稳定且效率良好地进行掩模等的细微部位的修正。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，达成该目的，本发明采用如下方式。

(1)本发明的一个方面的修正装置至少具备：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)在上述(1)所述的修正装置中，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)在上述(1)或(2)所述的修正装置中，所述针尖由<210>方位的铱单晶构成，所述针尖的顶点具备由1个{100}晶面和2个{111}晶面围成的前端。

(4)在上述(1)至(3)中的任意一项所述的修正装置中，在所述离子产生部具备供给待离子化的气体的气体供给部，所述气体供给部具备能够分别储藏多种气体并供给多种气体的容器。

(5)在上述(4)所述的修正装置中，所述气体供给部至少具有氮和氢作为所述多种气体。

(6)在上述(5)所述的修正装置中，所述控制单元在将极紫外光曝光用的掩模作为所述掩模进行修正的情况下，使用氢离子束作为所述集束离子束，在将光掩模作为所述掩模进行修正的情况下，使用氮离子束作为所述集束离子束。

(7)在上述(1)至(6)中的任意一项所述的修正装置中，具备气体切换部，其能够切换从所述气体供给部供给的气体的种类。

(8)在上述(4)至(6)中的任意一项所述的修正装置中，具备离子切换部，其切换所述离子产生部的气体离子化所需的电压，从而切换离子的种类。

发明的效果

根据上述方式，能够提供一种搭载了气体电场电离离子源的修正装置，该气体电场电离离子源对于试样的损伤较小，能够在长期间内稳定且效率良好地进行掩模等的细微部位的修正。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的修正装置的概要结构的说明图。

图2是用于说明本发明的实施方式的气体电场电离离子源的结构的概要结构图。

图3是本发明的实施方式的针尖组件的立体图。

图4是本发明的实施方式的离子束镜筒的结构图。

图5是用于说明本发明的实施方式的修正装置的待修正的图形的图。

图6是用于说明本发明的实施方式的铱针尖的前端的角锥结构的图，其中，(A)是角锥结构的原子模型图，(B)是用于明示晶面的说明图。

图7是表示本发明的实施方式的铱针尖的前端的角锥结构的晶面的原子的排列的图，其中，(A)是从正面观察构成锥面的{100}晶面的图，(B)是从正面观察构成锥面的{111}晶面的图。

图8是用于说明现有例的铱针尖的前端的第1的角锥结构的图，其中，(A)是角锥结构的原子模型图，(B)是用于明示晶面的说明图。

图9是用于说明现有例的铱针尖的前端的第2角锥结构的图，其中，(A)是角锥结构的原子模型图，(B)是用于明示晶面的说明图。

图10是表示现有例的铱针尖的前端的角锥结构的晶面的原子的排列的图，其中，(A)是从正面观察构成锥面的{110}晶面的图，(B)是从正面观察构成锥面的{311}晶面的图。

图11是用于制作本发明的实施方式的针尖的针尖制作装置的概要结构图。

图12是表示本发明的实施方式的针尖的制造方法的流程图。

图13是用于说明现有的针尖的概要图。其中，(B)是(A)的前端部A的放大图，(C)是(B)的前端部B的放大图。

图14是用于说明现有的气体电场电离离子源的离子化的概要结构图。

图15是表示铱的各晶面的配置的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明一个实施方式所涉及的修正装置进行说明。

(实施例1)光掩模的修正装置

首先，参照图1说明修正装置10。

修正装置10在制造半导体元件等时用于图形曝光装置(省略图示)，对存在于光掩模的缺陷进行修正。

修正装置10搭载了后述的气体电场电离离子源，作为从气体电场电离离子源释放的离子，并非氦等较轻的元素，而使用溅射效应较高的氮。另外，修正装置10使用氮作为主成分的离子化气体，因此使用后述的化学耐性较强的铱作为针尖。该针尖的锐化的前端由特定的晶面构成，具有顶点为1个铱原子的微小的三角锥形状。

修正装置10主要具备搭载了气体电场电离离子源(省略图示)的离子束镜筒11、搭载了电子源(省略图示)的电子束镜筒12、试样室13、以及控制部20。

离子束镜筒11至少具备作为离子产生源的气体电场电离离子源(省略图示)和离子束光学系统，该离子束光学系统聚集在气体电场电离离子源产生的离子并形成集束离子束，在作为试样的掩模14上进行扫描。此外，后面详细叙述该气体电场电离离子源和离子束镜筒11。

电子束镜筒12至少具备作为电子产生源的气体电子源(省略图示)和电子束光学系统(省略图示)，该电子束光学系统聚集在电子源产生的电子并形成电子束，在作为试样的掩模14上进行扫描。

此外，离子束镜筒11和电子束镜筒12以集束离子束和电子束照射在掩模14上的大致相同部位的方式配置。此外，将用于后述的气体电场电离离子源的针尖组件用作电子源，从而能够获得集束性良好的电子束，能够获得鲜明的SEM(扫描电子显微镜)图像。另外，电子束镜筒12能够照射电子束以中和离子束镜筒11的离子束照射造成的带电。

试样室13具备试样工作台15，该试样工作台15放置作为试样的掩模14且可移动。试样工作台15根据作业人员的指示进行动作。例如在构成为能够在5轴移位的情况下，试样工作台15被变位机构(省略图示)支撑，该变位机构具有在同一面内彼此正交的X轴和Y轴；使试样工作台15沿着与该X轴和Y轴正交的Z轴移动的XYZ轴机构(省略图示)；使试样工作台15绕X轴或Y轴旋转并倾斜的倾斜轴机构(省略图示)；以及使试样工作台15绕Z轴旋转的旋转机构(省略图示)。

另外，试样室13具备能够向掩模14上的欠缺缺陷提供沉积(deposite)用的气体的沉积气体供给部16、以及促进掩模14上的多余缺陷的选择性去除的蚀刻气体供给部17。由此，控制部20从沉积气体供给部16向掩模14上的缺陷部喷射炭素系气体、硅烷类气体或含有钨等的金属的碳类化合物气体等，同时照射氮等离子束，从而能够在掩模14上形成碳、氧化硅或钨等的膜。如上修正了缺陷的掩模14即使被曝光也不会转印缺陷，能够正常地转印图形。

另外，控制部20从掩模14上的遮光膜部修正多余形成的缺陷图形时，从蚀刻气体供给部17向掩模14的缺陷部照射碘等卤素类蚀刻气体，并照射氮等离子束。由此，控制部20相比不导入蚀刻气体的情况，能够进行掩模图形的高速加工或选择性地仅除去期望的材料。

进而，试样室13具备检测器18和监视器19，该检测器18检测通过离子束和电子束的照射而从掩模14产生的二次电子、二次离子、反射电子和X射线等的二次信号，该监视器19能够将检测器18检测的结果显示为观察像。另外，监视器19还能够显示各种控制值。

如后所述，控制部20具备像形成部(图4所示的像形成部131)、导出电压控制部(图4所示的导出电压控制部132)、离子源气体控制部(图4所示的离子源气体控制部133)和温度控制部(图4所示的温度控制部134)等。控制部20还进行对于离子束光学系统或电子束光学系统的聚束透镜(condenser lenses)电极(省略图示)和物镜电极(省略图示)等的施加电压控制和试样工作台15的移动控制等。

离子束光学系统的导出电压控制部用于控制气体电场电离离子源(省略图示)对导出电极(省略图示)的施加电压，调整释放离子电流，并且在制作或处理针尖前端的角锥结构时也进行动作。

像形成部向试样照射后述的集束离子束，通过检测器18检测产生的二次离子或/和二次电子，从而能够将试样的观察像显示于显示部19并观察。即，像形成部向掩模14照射氮等离子束，检测二次电子，从而能够探测掩模14的表面形态。另外，通过检测二次离子，能够探测构成掩模14的表面的元素的分布。这些掩模14的表面图像、元素分布结果和各种控制值能够显示于监视器19。

此外，控制部20能够通过设置在各部分的真空排气系统的控制，将离子束镜筒11内、电子束镜筒12内、以及试样室13内保持为真空。

离子源气体控制部控制离子源气体供给部(省略图示)，该离子源气体供给部具备调整由气体电场电离离子源供给的气体的流量的质量流量控制器(mass flowcontroller)等的气体流量调整部(省略图示)、气体种类切换部(省略图示)。

(气体电场电离离子源)

图2表示气体电场电离离子源(GFIS)的基本结构。气体电场电离离子源30主要具备针尖组件31、导出电极32、离子源气体供给部33、以及冷却装置34。

如图3中抽选示出，针尖组件31主要具备绝缘性的基底部材35、固定于基底部材35的1对通电销36、在1对通电销36的前端部间连接的由钨等的细线构成的灯丝37、以及电和机械性固定于灯丝37的针尖1。

针尖1通过点焊等与灯丝37电和机械性连接，从其前端部释放离子。针尖1由能够耐受氮气的化学反应的铱构成，具体是通过<210>方位的单晶铱形成。针尖1具有以易于集中电场的方式按照原子级别锐化的前端。进而，针尖1为了实现气体电场电离离子源30的长期间动作，在前端具备以往所不具备的崭新的细微角锥结构。该角锥结构被1个{100}晶面和2个{111}晶面围成，其顶点仅通过<210>方位的1个原子构成。

另外，灯丝37能够调整针尖1的温度，用于清洗针尖1的表面或制作针尖1的前端的角锥结构时等。

关于该针尖1的前端的详细结构及其效果以及制造方法，将在实施例3中详细叙述。

导出电极32与针尖1的前端远离配设，具备开口部32a。导出电极32将针尖1释放的离子2穿过导出电极32的开口部32a引导至下游的离子光学系统。导出电源(省略图示)向导出电极32与针尖1之间施加导出电压，从而在针尖1的前端使气体分子离子化以生成离子2，将该离子2导出到导出电极32侧。

离子源气体供给部33向针尖1的周围供给待离子化的气体(离子源气体、例如气体分子等)38。离子源气体供给部33以可通过阀33a调整流量的方式经由气体导入管33b与离子源室39连通。在离子源气体供给部33设置的气体种类不限于1种，可以设置多个气体种类的储气瓶(也称作气体容器，省略图示)，按照需要切换气体种类，或者混合多个气体种类，并向离子源室39供给。另外，在供给多种气体种类的情况下，可以将各气体种类的最优导出电压预先存储于导出电压控制部132，在离子切换时由离子切换部(省略图示)指示导出电压控制部132，切换并产生所供给的多种气体中的期望的气体的离子。

在本实施例中，离子源气体供给部33将氮气作为所供给的离子源气体，然而不限于此，也可以是氦、氖、氩、氪和氙等的惰性气体，还可以是氢或氧等的分子气体，还可以是它们的混合气体。例如，离子源气体供给部33可以具备氦、氢、氮、氧和氖各自的储气瓶(省略图示)，选择期望的气体并从储气瓶供给。例如可以在基于针尖1的前端的原子等级(order)并通过电场离子显微镜(FIM：Field Ion Microscope)观察较大区域时供给氦，在对针尖1的前端锐化时供给氧或氮，在形成集束离子束时供给氢、氮和氖中的某个。另外，离子源气体供给部33在极紫外光(EUV：ExtremeUltra Violet)曝光用的掩模(EUV掩模)的修正时，由于EUV掩模的图形对于离子照射带来的损伤的影响极弱，因而供给较轻的离子、例如氢气等。这种情况下，在连续修正EUV掩模时，仅凭气体种类的切换就能实现期望的修正。例如，使用氮气作为离子源气体修正光掩模的缺陷，此后使用氢气作为离子源气体修正EUV掩模的缺陷，从而能够通过1台装置修正不同种类的掩模。

另外，在上述专利文献6中公开了产生氢离子束的气体电场电离离子源的发射极针尖是在钨或钼抑或是由钨或钼构成的针状的基材上覆盖铂、钯、铱、铑、金等贵金属构成的部件，其前端为基于原子级别锐化的金字塔状。然而，该专利文献6公开了若对于发射极针尖的施加电压过大，则发射极针尖的构成元素(钨和铂)会与氢离子一起向导出电极侧飞散。因此，专利文献6中描述在动作时(即离子束放射时)施加给发射极针尖的电压被维持在不会使得发射极针尖本身的构成元素飞出的电压。如上，以往有时难以通过发射极针尖的构成元素不进行电场蒸发而产生氢离子。

对此，本实施例的修正装置10的产生氢离子束的气体电场电离离子源30的针尖1由铱构成，能够修正EUV掩模，铱针尖1的前端为至少具有{100}晶面的细微的三角锥结构，该三角锥结构的前端仅通过1个铱原子构成。由此，针尖1的前端是构成为比现有的铱针尖紧密的角锥结构，因此能够在较长期间内稳定地产生氢离子束，发挥能够修正EUV掩模的期望部位的作用效果。

如上，优选按照所修正对象物的物性，改变所照射的离子种类，为此，离子源气体供给部33可以构成为能够设置多个储气瓶(省略图示)，具有气体的切换部(省略图示)。该气体切换部是通过离子源气体控制部133控制的。

冷却装置34通过液体氦或液体氮等的冷媒(cooling medium)冷却从铱针尖1和离子源气体供给部33向离子源室39供给的供给气体38。在冷却装置34产生的低温的制冷剂经由连接部34a与包围针尖组件31的壁面40和气体导入管33b接触，冷却它们以及离子源室39内。

另外，冷却装置34不限于这种结构，只要至少能够冷却针尖1即可，例如可以是具备冷却块或冷冻机等的结构。此外，在离子源室39与针尖组件31之间配设用于放出针尖1的热的低温制冷机41。低温制冷机41形成为通过氧化铝或蓝宝石或氮化铝等的陶瓷材料形成的块状，固定有基底部材35。

针尖1的冷却温度通过控制部20的温度控制部进行控制，根据从离子源气体供给部33供给的气体种类不同而不同，而在本实施例中，能够在约40K到200K的范围内进行温度设定。由此，能够稳定地照射细微加工所需的电流量的离子束。

此外，在本实施例中，以光掩模作为掩模14的例子描述了修正装置10的结构。然而，本发明的修正装置10不限于光掩模，还能用于EUV掩模的缺陷修正。

(离子束镜筒)

使用图4说明离子束镜筒的结构。

离子束镜筒110(11)至少具备：具有上述针尖组件31的离子源室39；使从该离子源室39释放的离子2集束为集束离子束101的聚束透镜电极111；以及使集束离子束101在试样(省略图示)集束的物镜电极112。

真空泵117保持离子源室39的真空度。例如，将气体电场电离离子源30供给离子源气体之前的真空度维持为1×10^－5～1×10^－8Pa左右的高真空。在离子源室39与收容试样的试样室(省略图示)之间具备中间室113，在离子源室39与中间室113之间以及试样室与中间室113之间具备孔口(orifice)114、115。

离子束镜筒110使集束离子束101通过孔口114、115，向试样照射。中间室113与真空泵116连接，能够通过真空泵116调整真空度。中间室113能够在试样室与离子源室39之间进行差动排气。通过该离子束光学系统，能够形成直径1nm以下的集束氮离子束。

控制部130(20)具备像形成部131、导出电压控制部132、离子源气体控制部133、以及温度控制部134等。控制部130执行对于离子束光学系统或电子束光学系统的聚束透镜电极111和物镜电极112等的施加电压控制和放置试样的试样工作台(省略图示)的移动控制等。离子束光学系统的导出电压控制部132用于控制对导出电极32的施加电压，调整释放离子电流，并且在制作或处理针尖1的前端的角锥结构时也进行动作。

该气体离子的集束离子束101可用于使用从试样表面上的照射部(省略图示)产生的二次电子进行的试样表面的观察，以及使用基于所照射的气体离子造成的试样的溅射进行的试样表面的加工(开孔和表面层的除去等)。

此外，离子束镜筒110具备用于获得确认气体电场电离离子源30的针尖1的前端的原子排列的FIM(电场离子显微镜)像的检测器(图1所示的检测器18等)。检测器构成为能够向离子束轴移动，在不需要FIM像的确认的情况下，能够使其远离离子束轴待机。该检测器在离子电流不稳定的情况下以及观察像紊乱的情况下等能够按照需要确认针尖1的前端的原子排列。本实施例的铱针尖1的特征在于，由<210>方位的铱单晶构成，在该针尖1的前端至少具有{100}晶面,具有将1个原子作为顶点的角锥结构。关于该前端形状，将在实施例3详细叙述。

如上，通过具有铱针尖1的气体电场电离离子源30能够形成氮集束离子束的本实施例的修正装置10是以往不存在的装置，根据本实施例的修正装置10，不会植入降低掩模14的透射部分的光透射性的离子。另外，还能带来能够实现比现有的基于镓集束离子束的掩模14的修正更为细微的加工的效果。

本发明人通过实验确认到，集束氮离子束的稳定性为1％/小时以下的高稳定度，在30日期间的连续动作的情况下针尖1的前端的原子也不会脱落，离子释放不会中断，离子产生位置不会发生变动，能够形成连续的集束氮离子束。

这与在上述非专利文献1所述的约2250秒(最多38分钟)的连续动作相比而言已是绝对的长寿命。在实际的掩模等的修正中，加工的过度或不足都会强烈影响修正后的掩模的曝光性能，因此要求修正中的束电流恒定，最多为38分钟左右的连续照射的性能难以修正掩模。对此，根据本实施例的修正装置10的30日期间的连续照射的性能，能够实施多例正确的修正。

另外，本实施例的修正装置10能够以高分辨率使得表面形态和元素分布可视化，提供一种长寿命且高稳定的集束离子束。

在使用现有的气体电场电离离子源的商用集束离子束装置中，由于使用氦离子，而离子的质量非常轻，因此无法期待溅射效应。因而，遮光膜与基底玻璃基板的组成相近，在不存在遮光膜与基底玻璃基板的蚀刻速度存在差异的辅助气体的情况下，蚀刻材料选择性较低，难以在遮光膜与基底玻璃基板的界面等期望位置处停止蚀刻。然而，能够通过本实施例的修正装置10的集束氮离子束进行试样的加工，而且基于其集束性，与现有的商用的镓集束离子束装置相比，能够进行更为细微的局部的加工。

另外，在本实施例中，说明的是搭载了离子束镜筒11和电子束镜筒12的修正装置10，然而省略电子束镜筒12而仅具备离子束镜筒11的结构也能针对掩模修正具有同样的效果。以下说明其示例。

仅具有离子束镜筒11的修正装置10在离子源气体供给部33具备氢气和氮气的储气瓶(省略图示)，能够以从气体导入管33b供给氢气和氮气的混合气体的方式，在离子源气体供给部33内进行调整。氢的电场电离强度约为22V/nm，氮的电场电离强度约为17V/nm，因而修正装置10向离子源室39内供给氢气与氮气的混合气体时，也能够通过上述离子切换部对导出电压进行的调整分别释放氢离子和氮离子。基于这种结构，能够通过集束氮离子束加工掩模14，通过集束氢离子束观察该加工部。氢比氮的1/10还要轻，因此基于集束离子束的照射的掩模面的溅射损伤，集束氢离子束轻微，适于掩模表面的观察，这都是不言自明的。即，以使氢离子化的方式调整针尖1的前端的电场强度(导出电压)时，氮气也会离子化，而氢离子在针尖1的前端原子的近处的较小区域产生，对此，氮离子在与针尖1的前端原子略微离开的较大区域产生，因而在使氢离子聚集为束时，氮离子成为电流密度较薄的束。因此，在通过集束氢离子束观察掩模表面时，氮离子很少会损伤掩模表面。反之，通过使氮离子化时的电场强度(导出电压)无法使氢离子化，因此氢离子不会到达掩模表面，在基于集束氮离子束的掩模加工时，氢离子不会影响掩模表面。

这种仅具有离子束镜筒11的修正装置10不限于上述氮与氢的组合，还可以是氮与氖、氩、氪和氙中的至少某种元素的组合。另外，不限于始终持续供给混合气体的情况，还可以将按照加工和观察的作业频度供给的气体种类限定为1种。

(实施例2)掩模的修正方法

接着，使用图5说明使用该修正装置10的掩模修正方法。图5是基于掩模14的离子束的二次电子观察像的示意图。

光掩模14具有遮光图形部151和透射部152。在遮光图形部151的一部分存在图形的缺损部153和不要图形154(多余缺陷)的缺陷。这种缺陷可通过事先的光掩模设计信息与完成制作的光掩模表面的二次电子观察像的比较，或通过怀疑存在缺陷的区域的二次电子观察像与正常区域的二次电子观察像的比较进行检测。缺陷位置的坐标信息、缺陷的种类和缺陷的图像信息等能够储存于修正装置10的控制部20，或用于从外部的信息设备获得信息。

修正装置10考虑缺陷的位置、大小和缺陷形态为缺损缺陷还是不要图形缺陷的区别等，进行使得修正后的状态为与正常区域同等情况的最佳修正方法的计算，根据该计算结果，能够控制离子束镜筒11、电子束镜筒12、沉积气体供给部16、以及蚀刻气体供给部17。

另外，修正装置10从沉积气体供给部16向缺损部153喷射芘、萘、菲等炭气或四甲基环四硅氧烷(TMCTS)等硅烷类气体，并照射氮离子束，能够填充缺损部153。如上修正了缺陷的掩模14即使被曝光也不会转印缺陷，能够正常地转印图形。另一方面，存在掩模14上的多余缺陷154的情况下，修正装置10向多余缺陷154喷射蚀刻气体并照射氮离子束。由此，既能够蚀刻去除多余缺陷，又不会植入降低掩模14的透射部分的光透射性的离子。如上，修正装置10能够正常地修正掩模14。

另外，修正装置10通过观察二次电子图像或二次离子像的变化，从而能够探测去除遮光带而露出基底玻璃基板的时刻(timing)。

修正装置10对于完成修正的部位取得基于氮离子束照射的二次电子图像，并将图像与修正前的图像对应起来储存于控制部20或外部信息设备，能够在修正加工后确认修正的完成情况。本实施例的修正装置10的特征还在于能够全自动进行上述一系列的作业。另外，使用修正的掩模14比较实际曝光的图形，能够判定图形修正的好坏。

另外，相比作为现有技术的基于电子束的掩模修正，可修正的掩模材料的选项得以扩展，还能够应对最先进的光掩模材料。进而，根据本实施例的修正装置10，通过使用氮离子束，与现有的使用氦电场电离离子源的光掩模修正装置相比，能够保持同等的加工精度并大幅提升加工速度。而且，离子源本身为使用本实施例的铱针尖1的气体电场电离离子源30，因而能够长时间实现稳定的束形成，同时掩模修正也能够在长时间内稳定且高精度地执行。

使用化学耐性较强的铱作为针尖1，并且使前端为后述结构，从而能够将针尖1的前端保持为长时间也不会脱落，因而可长时间稳定地释放离子。进而，由于针尖1的前端的微小的角锥侧面的排列缜密，因此针尖1周边的杂质粒子不易附着，能够形成电流变动和照射位置变动极小的集束离子束，能够提供一种高性能的集束离子束装置。由此，由于针尖1的前端的损伤而使原子恢复为1个的再处理次数大为减少，削减了维护的情况，能够大幅减轻装置用户的负担。本实施例描述了光掩模的修正例。然而，本发明的掩模修正方法不限于此，还可以修正EUV掩模、纳米压印原板等的缺陷。

(实施例3)铱针尖的前端形状

下面详细叙述本申请的铱针尖1的前端形状。

铱结晶为面心立方结构，铱的原子位于立方体的8个角和6个面的中央处。

图6(A)、(B)是根据观察本实施例的铱针尖1的前端的FIM像的结果制作的图，是表示从＜210＞方位观看本实施例的铱针尖1的前端的角锥结构的模型图。图6(A)是使圆形标记与1个铱原子161对应的原子排列。图6(B)是示意性表示晶面的图。

铱针尖1的前端的角锥结构具备三角锥形状，该三角锥形状具有3个侧面(锥面)、仅由1个铱原子161(162)构成的顶点。该角锥结构的构成原子都为铱原子。如图6(A)所示，通过白圈显示位于各晶面的最上层(最表面)的铱原子161，而对于最上层以下的内部的铱原子161省略显示。此外，对位于三角锥形状的棱线的铱原子161(163)附上黑三角形标记。如图6(B)所示，角锥结构具备3个锥面164a、164b、164c分别形成的棱线45a、45b、45c和基于1个铱原子161(162)的顶点166。

图6(B)的锥面164a为{100}晶面，图6(A)的锥面164b、164c为相同的{111}晶面。

图7(A)、(B)是示意性表示从正面(即法线方向)分别观察本实施例的角锥结构的3个锥面164a、164b、164c的原子排列的图。在图7(A)、(B)中，以白圈标记显示最上层(表面层)的铱原子167，以灰圈标记显示正下方的第2层的铱原子168，其以下省略。

将形成该角锥结构的前端的1个铱原子162作为第1层，在第1层的正下方的第2层的原子配置中，如下表1所示，3个铱原子161位于接近正三角形的等腰三角形(例如，在将1边的长度设为1的情况下的等腰约为1.22的等腰三角形)的各顶点。在第2层的正下方的第3层的原子配置中，6个铱原子161位于三角形的顶点和边上。

另外，本发明人发现第2层和第3层的原子配置可通过在FIM像的观察时凭借强电场而强制使前端的铱原子161(162)脱离来检测到，这与图6(A)、(B)所示的模型图一致。

另外，若将前端的铱原子161(162)脱离的状态的铱针尖1用作电子源或离子源的针状电极或扫描探针显微镜的探针，则会产生向试样的到达束电流的降低或扫描

探针显微镜的位置分辨率的降低，因而并不优选。在这种情况下，执行后述的针尖前端的再生处理，从而将前端原子保持为1个原子。

表1

另一方面，作为本发明的实施方式的比较例，图8和图9示出了现有例的铱针尖的前端结构。另外，图8是参考上述非专利文献3制作的，图9是参考上述非专利文献4制作的。图8(A)和图9(A)是表示从＜210＞方位观看现有例的铱针尖的角锥结构的模型图。图8(B)和图9(B)是示意性表示晶面的图。

如图8(A)和图9(A)所示，通过白圈显示位于各晶面的最上层(最表面)的铱原子171，通过灰圈显示最上层以下的内部的铱原子。1个铱原子171(172)位于三角锥形状的顶点，对位于三角锥形状的棱线的铱原子171(173)附上黑三角形标记。如图8(B)和图9(B)所示，角锥结构具备3个锥面174a、174b、174c分别形成的棱线175a、175b、175c和基于1个铱原子171(172)的顶点176。

图8(B)和图9(B)的锥面174a为{110}晶面，图8(B)和图9(B)的锥面174b、164c为相同的{311}晶面。

图8(A)所示的原子排列与图9(A)所示的原子排列的差异在于，构成锥面174a的底边的铱原子171的数为奇数还是偶数，图8(A)所示的原子排列为偶数，而图9(A)所示的原子排列为奇数。根据构成该底边的铱原子171的数是奇数还是偶数，前端的最上层(表面层)的铱原子171(172)的正下方的构成第2层和第3层的铱原子171的排列会不同。图8(A)所示的原子排列的第2层具备3个铱原子171，图9(A)所示的原子排列的第2层具备6个铱原子171。据此，图9(A)所示的原子排列的前端的最上层(表面层)的铱原子171(172)位于3根棱线175a、175b、175c的交点。对此，图8(A)所示的原子排列的前端的最上层(表面层)的铱原子171(172)错开配置于从3根棱线175a、175b、175c的交点略微突出的位置处。

图8(A)和图9(A)所示的现有例的铱针尖的角锥结构与图6(A)所示的本实施例的铱针尖1的角锥结构相比，位于各棱线175a、175b、175c的铱原子171(173)彼此的间隔较宽。由此，各棱线175a、175b、175c的倾斜、即各锥面174a、174b、174c的倾斜比本实施例的铱针尖1的角锥结构的各棱线45a、45b、45c和各锥面164a、164b、164c的倾斜平缓。即，本实施例的铱针尖1的前端部比现有例的铱针尖的前端部更尖，在铱针尖1的前端具有电场集中的结构。由此，本实施例的铱针尖1与现有例的铱针尖相比而言，能够通过更低的导出电压进行离子释放，既能够减轻对于施加导出电压的电源的负担，又能抑制铱针尖1的前端与导出电极(例如，图2所示的导出电极32等)之间的放电异常的产生。

图10(A)、(B)是示意性表示从正面(即法线方向)分别观察现有例的角锥结构的3个锥面174a、174b、174c的原子排列的图。在图10(A)、(B)中，以白圈显示最上层(表面层)的铱原子177，以灰圈显示正下方的层的铱原子178，再以下省略。另外，对于各锥面的上下左右的原子配置不做区分。

如上表1所示，本实施例的铱针尖1的角锥结构的第1层至第3层的铱原子的个数依次为1个、3个、6个，对此，图8(A)所示的现有例的铱针尖的角锥结构的第1层到第3层的铱原子的个数依次为1个、3个、10个，图9(A)所示的现有例的铱针尖的角锥结构的第1层到第3层的铱原子的个数依次为1个、6个、15个。即，在本实施例的铱针尖1的角锥结构与现有例的铱针尖的角锥结构中，在到第3层为止的原子排列上，现有例的铱针尖与本发明的铱针尖1在结构上不同，这一点不言而喻。

进而，本实施例的铱针尖1的角锥结构与现有例的铱针尖的角锥结构在构成锥面的晶面的次数上不同。即，构成本实施例的铱针尖1的角锥结构的锥面的{100}晶面和{111}晶面与构成现有例的铱针尖的角锥结构的锥面的{110}晶面和{311}晶面相比而言，具有原子密度更高的低次指数。例如，图7(A)、(B)所示的本实施例的铱针尖1的角锥结构的最表面层的原子排列与图10(A)、(B)所示的现有例的铱针尖的角锥结构的最表面层的原子排列相比，可视觉确认到铱原子更为紧密地排列。

例如在定量的比较中，若设网格常数为d，则图7(A)、(B)所示的本实施例的铱针尖1的{100}晶面上相邻的原子列的距离d(100)为0.50d，{111}晶面上相邻的原子列的距离d(111)为0.61d。对此，对于图10(A)、(B)所示的现有例的铱针尖的{311}晶面和{110}晶面的各个而言，距离d(311)为1.17d，距离d(110)为1.00d。即，现有例的铱针尖的角锥结构的锥面上的原子列的距离比本实施例的铱针尖1的角锥结构的锥面上的原子列的距离更大。

此外，若设各晶面的最上层的表面原子的密度为n，则若考虑铱的网格常数d为0.3839nm，则在{100}晶面上密度n为13.6×10¹⁸/m²，在{111}晶面上密度n为15.7×10¹⁸/m²，而在{110}晶面上密度n为9.6×10¹⁸/m²，{311}晶面的密度n为8.2×10¹⁸/m²。即，现有例的铱针尖的角锥结构的最表面原子密度比本实施例的铱针尖1的角锥结构的最表面原子密度更低，现有例与本实施例相比而言，在表面存在的各原子间的间隙更大。

如上，由于现有例的铱针尖的角锥结构的最表面层的原子列的距离较大，而表面原子密度较小，因而可推测各铱原子的间隙中嵌入例如在针尖周边漂浮的异类原子或分子的概率较高。该异类原子的嵌入，可能有损铱针尖的前端的铱结晶的原子排列，扰乱在铱针尖的前端的电场分布。其结果，来自铱针尖的前端的释放离子电流变得不稳定，照射到试样表面的离子束电流发生变动，可能产生观察图像的紊乱或加工表面的紊乱。此外，无法容易地除去在铱原子的间隙中嵌入的异类原子，因此若产生了图像的紊乱或离子束电流变动，则需要首先进行通过高电场除去铱针尖的角锥结构，然后再次制作角锥结构，使离子释放稳定化的处理等，需要耗费繁杂的精力和时间的处理，会产生难以进行连续的观察或加工的问题。

与此相对，在构成本实施例的铱针尖1的角锥结构的锥面的1个{110}晶面和2个{111}晶面上，原子间距离比现有例小，可抑制异类原子嵌入在铱原子间，使之处于在晶面上仅附着异类原子的程度(物理吸附等)的状态。在这种情况下，通过略微的加热或比对铱针尖1施加的氮气的离子化所需电场强度弱的电场调整，就能够使在晶面上附着的物质容易地脱离，因而能够始终保持仅基于铱原子的结晶三角锥结构。其结果，释放离子电流能够长时间稳定，可抑制向试样照射的离子束电流的变动，能够获得不存在紊乱的观察图像或加工表面。

进而，本实施例的铱针尖1的角锥结构以各原子间距离较小的配置构成，从而可确认到对于温度等的干扰的抗性较强。

如上，本实施例的铱针尖1比现有例的铱针尖具有更尖的角锥结构，因而能够以更低的电压进行离子释放，对于干扰的抗性较强，且为不易附着杂质的结构，因此能够实现长时间稳定的电子释放或离子释放等。

另外，上述本实施例的铱针尖1设为使铱的单晶的针尖部材的前端按照原子级别锐化的结构，然而不限于此，也可以通过电镀等在锐化的铱针尖1的表面上覆盖铱的薄膜。

(实施例4)铱针尖的制造装置

接着，参照图11，说明用于使后述的、实施了电解研磨后的铱针尖1进一步锐化，加工为前端由1个铱原子构成的铱针尖1的铱针尖制造装置201。

图11是铱针尖制造装置201的概要结构图。铱针尖制造装置201具备用于设置针尖组件31的设置部203；通过在与铱针尖1之间产生高电场，从而从铱针尖1的前端(针尖前端)释放离子204的导出电极205；对铱针尖1施加离子204的加速电压，并加热铱针尖1的电源206；检测从铱针尖1释放的离子204的检测器(例如，MCP：Multi Channel Plate(多通道板)等)207；以及将上述部件收容于内部的真空容器208。

进而，铱针尖制造装置201具备将真空容器208内保持为真空状态的排气装置209；通过视口210对由检测器207生成的FIM像进行摄像(或观察)的相机(例如，CCD相机等)211；记录通过相机211摄像的FIM像的图像并控制电源206的计算处理机212；以及显示通过相机211摄像的FIM像的图像等的监视器213。

进而，铱针尖制造装置201具备将待离子化的气体向铱针尖1的周围供给的气体供给装置214；冷却铱针尖1和根据需要从气体供给装置214供给的气体的冷却装置215；检测从铱针尖1释放的离子204的电流且可移动的法拉第杯216；以及移动法拉第杯216的移动机构217等。

真空容器208的基底压力被设定为大约2×10^-8Pa。针尖前端的表面优选维持为洁净状态，基底压力越低越好。在真空容器208安装有气体供给装置214。

气体供给装置214能够向真空容器208内供给作为离子204的原料的气体。该气体为能够容易入手的高纯度气体(例如，纯度在99.999％以上等)。该气体可进一步通过气体精制器(省略图示)将杂质浓度降低至几ppb左右。为了延长可维持铱针尖1的纳米结构即角锥结构的时间，就需要降低杂质浓度，优选既降低真空容器208的基底压力，同时又减少气体的杂质浓度。

在本实施例中，填充了氢、氧、氮、氦、氖、氩、氪和氙等气体的1个或多个气体容器(省略图示)配置于气体供给装置214内，能够按照需要适量供给期望的气体。气体供给装置214对阀214a进行调整以向铱针尖1的前端适量供给规定的气体种类，并将气体从铱针尖1附近的喷嘴214b向铱针尖1的周围逐步供给。

铱针尖1经由连接部215a与低温冷冻机(cryostat)等的冷却装置215连接，冷却温度被调整至60K左右。由此，通过检测器207生成的FIM像变得明亮，能够通过相机211拍摄鲜明的图像。该冷却温度可以按照由气体供给装置214供给的气体种类加以变更。

电源206是高电压的电流电源，通过真空容器208的馈通(feed-through)(省略图示)与铱针尖1连接，能够通过灯丝37向铱针尖1施加高电压。电源206连接构成为例如电流电源成为高压电源的输出的电位。从电源206输出的电压和从电源206向灯丝37通电的电流等是通过与电源206连接的计算处理机212控制的。计算处理机212能够自动控制从电源206输出的电流和电压，例如能够以固定的比例改变电流。由此，计算处理机212能够再现性良好地重复重塑条件。

导出电极205例如为接地电位，向铱针尖1施加正电压。在针尖前端生成的离子204沿着由铱针尖1和导出电极205生成的电场被导出，通过设置于导出电极205的孔口205a而作为离子束输出。离子束具备与向铱针尖1施加的电压相应的能量，从导出电极205向检测器207释放。

另外，在本实施例中，也可以通过采取使导出电极205成为任意的电位的构成，从而使得铱针尖1的电位可变。即，可以形成为从外侧起为真空容器208、导出电极205和铱针尖1的3重结构。在这种情况下，计算处理机212任意设定铱针尖1的电位，将导出电极205的电位设定为相对于铱针尖1的电位为负的电位且作为离子204的原料的气体进行离子化的电位。由此，能够适当地设定离子束的加速能量。

检测器207和屏幕(screen)207a设置于铱针尖1的前端和导出电极205的孔口205a的延长线上。向检测器207施加规定电压(例如，+1.5kV等)，对所产生的电子进行放大。向屏幕207a施加规定电压(例如，+3.0kV等)，通过检测器207放大的电子与屏幕207a冲突，屏幕207a的荧光体发光。该发光显现于屏幕207a，经由视口210被相机211摄像，被设定为可作为FIM图形(FIM像)观察。相机211与计算处理机212连接，将定期摄像的图像存储于计算处理机212。

在与针尖1的前端的原子排列对应的FIM像的亮点为1个时，可判断为铱针尖1的前端为1个原子。此时，以使离子束进入法拉第杯216的方式通过移动机构217移动法拉第杯216，将进入法拉第杯216的束电流转换为信号并导入计算处理机212。关于该束电流的计量，除了计量该时刻的电流值之外，还能够进行长期连续的电流变动的计量。

铱针尖制作装置201的真空容器208内始终保持为高真空状态，因而可具备适当的结构，其用于将铱针尖1暂时保持于预备排气室(省略图示)，对附着于铱针尖1的试料污染(contamination)(杂质等)进行高温加热洗浄等的处理之后，将其导入真空容器208内。

此外，针尖制造装置201还能用于钨针尖的锐化。

(实施例5)铱针尖的锐化方法

铱针尖的制作方法如图12所示，包含依次执行的湿蚀刻工序(步骤S10)、FIB加工工序(步骤S20)、电场感应气体蚀刻工序(步骤S30)、重塑工序(步骤S40)。以下说明各工序。

(1)湿蚀刻工序，

首先，在步骤S10的湿蚀刻工序中，作为待锐化的铱针尖1的原材料，使用作为规定形状(例如，直径0.3mm，长度8mm等)的棒状的铱的单晶，且长边方向在＜210＞方位对齐的针尖部材。而且，例如通过湿蚀刻使棒状的针尖部材锐化为圆锥形状的前端半径为规定值(例如，从几百nm到几μm等)，作为铱针尖1。

更具体地，例如在氢氧化钙(例如1mol/L)的电解溶液中浸入铱的针尖部材和铂的对置电极，向该2极之间(即针尖部材与对置电极之间)施加交流电压并实施电解研磨。所施加的交流电压例如以频率60Hz被设定为大约30V(rms)。通过该步骤S10的湿蚀刻工序，针尖部材的前端形成为具有从几百nm至几μm的前端直径的圆锥形状。然后，在湿蚀刻结束后，通过水和丙酮等洗净铱针尖1，将电解溶液等的杂质从铱针尖1除去。

(2)FIB蚀刻工序，

接着，在步骤S20的FIB蚀刻工序中，使铱针尖1的前端直径为更小的几十nm至几百nm左右的情况下，在执行了步骤S10的湿蚀刻工序之后，将铱针尖1导入现有公知的镓集束离子束(Ga-FIB)装置(省略图示)，进行FIB蚀刻，从而使前端直径为几十nm至几百nm左右。

(3)电场感应气体蚀刻工序，

接着，在步骤S30的电场感应气体蚀刻工序中，在气体电场电离离子源30或铱针尖制造装置201内配置铱针尖1，使铱针尖1的周边为真空状态。以图11的针尖制造装置201为例进行说明。将真空容器208内的压力调整为基底压力(例如，2×10^-8Pa等)并且将铱针尖1的冷却温度调整为规定温度(例如，60K左右)。然后，从气体供给装置214向真空容器208内供给氦，直到压力例如为1×10^-4Pa等为止。计算处理机212控制电源206以向铱针尖1施加电压。对铱针尖1施加的电压(针尖电压)例如达到4kV左右时，通过相机211对氦的FIM图形(FIM像)进行摄像。

在经过了步骤S20的铱针尖1或前端结构损伤的铱针尖1上，铱针尖1的前端表面吸附着杂质，因而可获得不具备结晶性的图形。若逐渐提高针尖电压，则针尖前端的电场强度将比铱的电场蒸发强度高，于是铱原子开始电场蒸发。铱针尖1的前端表面的数层的原子层进行电场蒸发时，铱的结晶性的洁净表面露出。此时，针尖1的前端曲率半径略大，因而针尖电压例如从5kV上升至6kV左右。而且，若使针尖电压例如下降约1kV则成为可获得基于氦的图像的最佳电压(最佳影像电压)，显现出规则正确的原子排列的FIM图形。确认到这种洁净表面后，停止从气体供给装置214向真空容器208内的氦的供给。成为洁净表面后，就有可能观察到铱结晶的缺陷。洁净表面存在结晶缺陷的情况下，无法在接下来的步骤S40的重塑工序中制作期望的角锥结构。在这种情况下，将电场感应气体蚀刻与电场蒸发进行组合，将针尖1的前端表面层去除至不存在结晶缺陷的区域为止。通过观察洁净表面，从而判定是否进入步骤S40。

接着，将导出电压设定为比在电场蒸发中施加的最高电压低0.5kV左右的较低的值(例如4.5kV到5.5kV左右)，将氮或氧作为蚀刻用的气体从气体供给装置214向铱针尖1的周边供给，以使得真空容器内的压力为1×10^-4Pa到1×10^-3Pa左右。

在这种情况下，导出电压与铱针尖1的被电场感应气体蚀刻的区域具有规定的对应关系。即，若导出电压较低则电场较强的铱针尖1的前端区域被电场感应气体蚀刻，若导出电压较高则除去铱针尖1的前端区域之外的周边区域(例如，根部部分等)被电场感应气体蚀刻。因此，在本工序中，将导出电压较高地设定为氦进行电场电离的程度，保留铱针尖1的前端区域，而蚀刻其周边区域。由此，能够减少在后述步骤S40的重塑工序中移动的铱原子的数量，能够缩短重塑工序的执行所需的时间。此外，由于铱针尖1的前端为尖细的形状，因此能够防止角锥结构在重塑工序中并不期望的位置处成长。此时，若进行电场感应气体蚀刻，则由于前端尖细，因此能够使导出电压下降至前端原子不会电场蒸发的程度。

若前端变细到期望的范围内，则在施加导出电压的情况下，停止气体供给装置214对蚀刻用的气体的供给，将残留的电场感应气体蚀刻用的气体真空排气。此时的氦的最佳影像电压大约为3.6kV。此后，降低导出电压以使电场强度成为氮进行电场电离的电场强度。通过充分进行真空排气能够防止铱针尖1的前端区域被蚀刻，或者通过迅速降低导出电压能够进一步抑制铱针尖1的前端区域的电场感应气体蚀刻。

此外，在铱针尖1的前端附近存在结晶缺陷的情况下，调整导出电压对铱针尖1的前端区域进行电场感应气体蚀刻，直到除去结晶缺陷为止。由此，在结晶缺陷存在于铱针尖1的前端附近的情况下，能够通过蚀刻除去结晶缺陷。

(4)重塑工序

接着，在步骤S40的重塑工序中，使用铱针尖制造装置201，在铱针尖1的前端形成作为纳米结构的角锥结构。

将导出电压下降至例如基于氦的最佳影像电压的约1/3、即1.2kV左右。该电压与氮影像电压大致一致。然后，向真空容器208内导入氮气，将压力调整为例如1×10^-3Pa等。将导出电压微调为能够观察氮的FIM图形。由此开始本实施例的重塑工序。在本实施例的步骤S40的重塑工序中，与不向真空容器208导入气体的、在高真空中进行的现有的重塑不同，是在氮气氛中实施重塑。此外，现有的重塑中使灯丝37的电流固定并进行加热，提升针尖电压，此后下降灯丝37的电流并使针尖前端锐化，而在本实施例中，通过以下的步骤实施锐化。

首先，在施加导出电压的状态下对灯丝37例如接通3.5A的电流3分钟，加热铱针尖1。该加热结束后，可通过相机211摄像和观察氮的FIM图形。

而且，在摄像和观察的氮的FIM图形几乎未发生变化的情况下，例如逐次增加0.1A的电流进行加热。

而且，在灯丝37例如大致为3.9A时FIM图形会显现变化。即，如图4所示的各晶面中的{111}晶面变大，{110}晶面变小。此外，{100}晶面变大，{311}晶面变小。若如上在分面发生大幅变化，则铱针尖1的前端变尖，因而通过相机211摄像和观察的氮的FIM图形的针尖电压(即，能够观看到氮的FIM图形的针尖电压)例如下降几百V。另外，能够观看到氮的FIM图形的针尖电压大约为0.9kV左右。

而且，在能够观看到氮的FIM图形的电压下降后，将灯丝37的电流例如固定为3.9A，将加热时的针尖电压设定为例如在该时刻能够观看到氮的FIM图形的导出电压的20％至180％的值。大多情况下使其向降低侧变化。另外，加热时的针尖电压不限于向在该时刻能够观看到氮的FIM图形的针尖电压以下的降低侧变化，还可以例如按照根据氮的FIM图形等得到的铱针尖1的前端的结晶的变化状态，使其向在该时刻能够观看到氮的FIM图形的导出电压以上的增大侧变化。

然后，例如以0.5kV的针尖电压将灯丝37的电流以3.9A重复加热，则能通过相机211摄像和观察到由几个亮点构成的亮点图形。

此后，最终仅保留1点的亮点，成为铱针尖1的前端仅由1个原子构成的状态。

作为使导出电压向能够观看到氮的FIM图形值的增大侧变化的例子，可举出在导出电压为80％的重塑中，被2个{111}晶面夹住而制作的棱线为2重线、而在保持2重线的情况下{111}晶面不成长的情况，还可以举出逐渐提升导出电压，在使导出电压提升至120％时{111}晶面变大而能够成为1根棱线的情况。

此外，若在不执行步骤S30的电场感应气体蚀刻的情况下实施上述步骤S40的重塑工序，则有时会产生不仅在期望的位置处，还在多处形成期望的角锥结构的问题。形成多个角锥结构会扰乱针尖前端的电场，产生较多的来自多处的离子释放、所要求的集束离子束的电流降低等不良情况，因而通过在步骤S40之前实施步骤S30能够解决上述问题。

另外，在步骤S40的重塑工序中，还可以使用氧气以代替氮气来制作铱针尖1。即，从气体供给装置214向真空容器208内供给氧气以代替氮气，设定为能够观看到氮的FIM图形针尖电压，加热铱针尖1。

然后，停止氧气的供给，供给氮气，确认能够观看到氮的FIM图形针尖电压。维持该电压停止氮气的供给，供给氧气，加热铱针尖1。重复执行这些处理。其中，此时逐渐提升加热温度。

而且，例如在根据氮的FIM图形等探测到铱针尖1的前端原子开始移动时，将导出电压设定为例如在该时刻能够观看到氮的FIM图形的导出电压的20％至180％的值，供给氧气，加热铱针尖1。在大多情况下，使导出电压向降低侧变化。另外，加热时的针尖电压不限于向在该时刻能够观看到氮的FIM图形的针尖电压以下的降低侧变化，还可以例如按照根据氮的FIM图形等得到的铱针尖1的前端的结晶的变化状态，使其向在该时刻能够观看到氮的FIM图形的导出电压以上的增大侧变化。

此外，还可以使用氦或氢代替氮。例如，在使用氮气作为离子源气体的情况下通过氮气实施重塑，在使用氢气作为离子源气体的情况下通过氢气实施重塑，从而能够在不必切换导入气体的情况下照射离子束。

通过上述的步骤S10～步骤S40的处理，能够制作出图6(A)、(B)所示的具备角锥结构的铱针尖1，该角锥结构具有仅由1个{100}晶面和2个{111}晶面围成的、＜210＞方位的1个原子构成的前端(顶点)。

并非将针尖组件31搭载于图11的针尖制造装置201，而是在修正装置10等能够形成集束离子束的装置内搭载气体电场电离离子源30的情况下，能够在进行束发射的气体电场电离离子源30内实施上述电场感应气体时刻工序S30和重塑工序S40。这种情况下，不需要将铱针尖1从气体电场电离离子源30的外部移设的工序，能够防止针尖组件31的移设导致的杂质的附着，另外，还不需要将铱针尖1从气体电场电离离子源30的外部移设的工序，能够防止移设时杂质的附着，提升作业效率。即，在修正装置10等能够形成集束离子束的装置中，在铱针尖1的尖端受到损伤的情况下，能够在该处进行再生作业。尤其在基于氮的电场感应气体蚀刻工序S30和重塑工序S40以及在氮集束离子束形成的期间内无需切换向气体电场电离离子源30内的导入气体种类，仅使用氮即可。

(实施例6)纳米压印光刻的原板(模具)的修正装置

纳米压印光刻制作具有高精度的细微凹凸图形的原板，对涂布了使该原板软化的保护膜(resist)的转印对象基板施加压力并按压，在使保护膜硬化后使其与原板分离，将原板的凹凸转印于保护膜。然后，通过氧等离子体使膜厚整体变薄并使转印对象的基板露出，然后进行干蚀刻，转印图形。

在现有的光刻中，使用在透明基板上布局(patterning)遮光膜的光掩模，然而在纳米压印光刻中不使用曝光，因而无需开发难度极高的短波长光源的曝光装置，具有能够简化装置的优点。另外，能够多次重复使用剥离的原板。

最近还应用如下的光硬化型纳米压印光刻，使用石英作为原板，取代保护膜将光硬化树脂涂布在希望转印的基板上，按压原板并从原板上面照射UV(紫外)光使光硬化树脂硬化并转印原板的凹凸图形，然后剥离原板。光硬化型的情况下，由于在室温条件下进行，因而具有不会引起热硬化型那样的原板或转印对象基板的热膨胀导致的位置精度的降低的优点。当前已知基于公知技术的镓集束离子束的纳米压印原板的修正方法。

本实施例的修正装置10能够进行上述纳米压印光刻原板的图形错误的修正，至少搭载产生氮离子的气体电场电离离子源30，通过从沉积气体供给部16和蚀刻气体供给部17供给的气体，能够在掩模14上进行沉积膜的欠缺图形的修复。另外，还能够去除不要图形。搭载铱针尖1，进而在其前端具有角锥结构，该角锥结构将由1个{100}晶面和2个{111}晶面围成的<210>的1个原子作为顶点。由此，能够长时间稳定地形成集束氮离子束，通过集束氮离子束能够修正纳米压印的原板。

下面说明纳米压印光刻原板的修正装置的其他实施例。该修正装置还在上述纳米压印光刻原板的修正装置10搭载电子束镜筒12。通过来自该电子束镜筒12的电子束，能够从多个方向对与图形错误部对应的正常图形进行图像摄影，能够根据这些多张图像的信息重新构建正常图像的三维形状数据。在图形错误为缺损、欠缺或形状变形的情况下，通过集束离子束去除图形错误部分使原板暂时平坦化，根据上述三维形状信息，能够通过基于上述集束离子束的沉积三维压印正常图形。存在多个相同图形的情况下，能够通过相同的三维形状信息逐个压印相同图形。

此外，在三维压印正常图形的情况下，如上所述，不限于通过电子束等在该场所获得图形形状的三维形状信息，还可以从外部存储单元取入正常图形的三维形状信息。

此外，还可以将该纳米压印光刻原板的修正装置作为纳米三维打印机，用于纳米压印光刻原板的修正以外的微小结构的再生。

(实施例7)掩模修正装置的其他结构

在上述实施例1中，说明了搭载离子束镜筒11和电子束镜筒12的修正装置10，而本实施例作为修正装置10的其他结构，是试样室13具备扫描探针显微镜的例子。

扫描探针显微镜(SPM：Scanning Probe Microscope)是使锐化的探针以誊写试样表面的方式进行扫描，放大观察试样表面形态或状态的显微镜，使用探针和在试样间流动的隧道电流的显微镜被称作扫描隧道显微镜(STM)，使用探针和试样间的原子间力的显微镜被称作原子间力显微镜(AFM)。

在这些扫描探针显微镜中，基于观察分辨率的观点而言，优选探针的前端为1个原子。即使通过1个原子对刚刚制作的探针封端，重复使用会导致前端原子的脱落，而使观察分辨率降低，前端原子变为多个，若检测的原子频繁变化，则可能无法获得希望的分析结果。因此，期望搭载能够长时间保持前端由1个原子构成的状态的探针，实现高分辨率且长寿命的扫描探针显微镜。

于是，在本实施例中使用上述实施例3所述的通过1个原子封端的铱针尖1作为扫描探针显微镜的探针。铱本身具有的耐化学性较强，并且基于作为本发明效果的可长时间维持通过1个原子封端的状态的优势，能够获得长寿命且高分辨率的观察结果。

在本实施例的修正装置10的基本结构中，离子束镜筒11和电子束镜筒12基本与实施例1相同，与实施例1在结构上的不同之处在于，在试样室13的真空容器壁面或试样工作台15搭载扫描探针显微镜。

根据本实施例的修正装置10，能够在该处通过该扫描探针显微镜以原子等级计量通过氮离子束修正的图形的表面形状。只要是在修正装置10搭载了电子束镜筒12的装置，就能够预先通过二次电子像把握待扫描探针显微镜计量的部位，因而能够迅速实现向SPM计量的作业转移。另外，还可以通过扫描探针显微镜以原子等级计量掩模，测定缺陷，根据测定的数据设定氮离子束的照射量，修正缺陷。另外，还可以通过扫描探针显微镜的探针直接去除、移动掩模上的原子以进行修正。

另外，本发明的技术的范围不限于上述实施方式，还包含在不脱离本发明主旨的范围内对上述实施方式施加各种变更的情况。即，上述实施方式的结构仅为一例，能够进行适当变更。

符号说明

1…针尖，2…离子，10…修正装置，11…离子束镜筒，

12…电子束镜筒，13…试样室，14…掩模，15…试样工作台，

16…沉积气体供给部，17…蚀刻气体供给部，18…检测器，

19…监视器，20…控制部，31…针尖组件，32…导出电极，

32a…开口部，33…离子源气体供给部，34…冷却装置，35…基底部件，

36…通电销，37…灯丝，38…供给气体，39…离子源室，

40…壁面，41…低温制冷机，101…集束离子束，

110…离子束镜筒，111…聚束透镜电极，

112…物镜电极，113…中间室，114、115…孔口，

116、117…真空泵，130…控制部，131…像形成部，

132…导出电极控制部，133…离子源气体控制部，134…温度控制部，

151…遮光图形部，152…透射部，153…缺损部，154…多余缺陷，

161、162、163…铱原子，164a、164b、164c…锥面，

165a、165b、165c…棱线，166…顶点，

167…最上层(表面层)的铱原子，168…第2层的铱原子，

171、172、173…铱原子，174a、174b、174c…锥面，

175a、175b、175c…棱线，176…顶点，

177…最上层(表面层)的铱原子，178…第2层的铱原子，

201…针尖制造装置，203…设置部，204…离子，205…孔口，

206…电源，207…检测器，207a…屏幕，208…真空容器，

209…排气装置，210…视口，211…相机，212…计算处理机，

213…监视器，214…气体供给装置，215…冷却装置，

216…法拉第杯，217…移动机构，

500…针尖，501…突起，

S10…湿蚀刻工序，

S20…FIB加工工序，

S30…电场感应气体蚀刻工序，

S40…重塑工序。

Claims

1.一种修正装置，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。

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，其特征在于，

所述针尖由<210>方位的铱单晶构成，所述针尖的顶点具备由1个{100}晶面和2个{111}晶面围成的前端。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的修正装置，其特征在于，

在所述离子产生部具备供给待离子化的气体的气体供给部，

所述气体供给部具备能够分别储藏多种气体并供给多种气体的容器。

5.根据权利要求4所述的修正装置，其特征在于，

所述气体供给部至少具有氮和氢作为所述多种气体。

6.根据权利要求5所述的修正装置，其特征在于，

所述控制单元在将极紫外光曝光用的掩模作为所述掩模进行修正的情况下，使用氢离子束作为所述集束离子束，在将光掩模作为所述掩模进行修正的情况下，使用氮离子束作为所述集束离子束。

7.根据权利要求4至6中的任意一项所述的修正装置，其特征在于，

具备气体切换部，其能够切换从所述气体供给部供给的气体的种类。

8.根据权利要求4至6中的任意一项所述的修正装置，其特征在于，

具备离子切换部，其切换所述离子产生部的气体离子化所需的电压，从而切换离子的种类。