JP2002184342A - パターン境界を均一膜厚に形成する荷電粒子加工 - Google Patents
パターン境界を均一膜厚に形成する荷電粒子加工Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B82—NANOTECHNOLOGY
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的課題は、集束イオンビーム装置
を用いて所定パターンのデポジション加工またはエッチ
ング加工を施す場合に、パターン境界領域の鈍りが出な
い均一な加工を実現し、複数のパターン加工を同時に実
行出来る効率的な加工方法並びにその装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 本発明の加工方法は、荷電粒子ビーム装
置を用いて所定パターンのデポジション加工またはエッ
チング加工を施すときに、該パターン加工領域をビーム
の径に相当する微小領域に区分し、均一加工を施す場合
には該微小領域毎のドーズ量が等しくなるように走査回
数等を調整すると共に、走査可能領域内の複数パターン
について同時に加工が進行するように荷電粒子ビームの
照射走査を行う。
を用いて所定パターンのデポジション加工またはエッチ
ング加工を施す場合に、パターン境界領域の鈍りが出な
い均一な加工を実現し、複数のパターン加工を同時に実
行出来る効率的な加工方法並びにその装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 本発明の加工方法は、荷電粒子ビーム装
置を用いて所定パターンのデポジション加工またはエッ
チング加工を施すときに、該パターン加工領域をビーム
の径に相当する微小領域に区分し、均一加工を施す場合
には該微小領域毎のドーズ量が等しくなるように走査回
数等を調整すると共に、走査可能領域内の複数パターン
について同時に加工が進行するように荷電粒子ビームの
照射走査を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンや電子とい
った荷電粒子の集束ビームを用いた成膜、エッチング加
工に関する技術である。
った荷電粒子の集束ビームを用いた成膜、エッチング加
工に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すような集束イオンビーム装置
を用いたスパッタエッチングやガスアシストエッチング
によって、試料面に所望形状の穴を開けたり、ガス銃か
ら原料ガスを吹き付けながら集束イオンビームを照射し
てデポジションを施したりする集束イオンビーム加工
は、半導体デバイスのフォトマスク等に対して広く実施
されている技術である。図中の１はイオン源でありここ
から引出し電極に印加された電圧によりイオンが引出さ
れ、イオン光学系３によってビーム状に絞られ、デフレ
クタによって偏向作用を受け試料９の所望個所に照射さ
れる。デポジションによる加工の場合、試料ステージ７
に載置されたデポジションを施す試料９の面近傍に向け
てガス銃６から原料ガスを吹き付ける。すると試料９の
当該領域は吹きつけられた原料ガス雰囲気状態となり、
ここに集束イオンビーム２が照射されるとイオンと原料
ガスとが反応し、ある生成物は揮発しある生成物は試料
面上に堆積する。集束イオンビーム２がデフレクタによ
って試料９の所定領域を走査されたときには堆積物がそ
の領域に薄膜を形成する。スパッタエッチングによる加
工の場合は、試料９の特定領域にイオンビームが照射さ
れるようにデフレクタ４によってビームが偏向走査され
ると、その領域の試料表面がイオンの衝撃を受け、表面
素材が削られ飛散する。この作用によって、特定個所を
削り取る加工である。試料の照射領域にガス銃６からハ
ロゲン等のガスを吹き付けつつイオンビームを照射する
ガスアシストエッチングによる加工は、特定された照射
領域の試料表面がイオンの衝撃を受け、はじき出された
試料素材がアシストガスと反応して揮発する。この加工
は試料素材が積極的に揮発除去されるため、物理的に単
純に削り取るスパッタエッチングに比べ、加工速度が各
段に速い特徴を持つ。
を用いたスパッタエッチングやガスアシストエッチング
によって、試料面に所望形状の穴を開けたり、ガス銃か
ら原料ガスを吹き付けながら集束イオンビームを照射し
てデポジションを施したりする集束イオンビーム加工
は、半導体デバイスのフォトマスク等に対して広く実施
されている技術である。図中の１はイオン源でありここ
から引出し電極に印加された電圧によりイオンが引出さ
れ、イオン光学系３によってビーム状に絞られ、デフレ
クタによって偏向作用を受け試料９の所望個所に照射さ
れる。デポジションによる加工の場合、試料ステージ７
に載置されたデポジションを施す試料９の面近傍に向け
てガス銃６から原料ガスを吹き付ける。すると試料９の
当該領域は吹きつけられた原料ガス雰囲気状態となり、
ここに集束イオンビーム２が照射されるとイオンと原料
ガスとが反応し、ある生成物は揮発しある生成物は試料
面上に堆積する。集束イオンビーム２がデフレクタによ
って試料９の所定領域を走査されたときには堆積物がそ
の領域に薄膜を形成する。スパッタエッチングによる加
工の場合は、試料９の特定領域にイオンビームが照射さ
れるようにデフレクタ４によってビームが偏向走査され
ると、その領域の試料表面がイオンの衝撃を受け、表面
素材が削られ飛散する。この作用によって、特定個所を
削り取る加工である。試料の照射領域にガス銃６からハ
ロゲン等のガスを吹き付けつつイオンビームを照射する
ガスアシストエッチングによる加工は、特定された照射
領域の試料表面がイオンの衝撃を受け、はじき出された
試料素材がアシストガスと反応して揮発する。この加工
は試料素材が積極的に揮発除去されるため、物理的に単
純に削り取るスパッタエッチングに比べ、加工速度が各
段に速い特徴を持つ。
【０００３】ところで、あるパターンの成膜加工を実行
しようと当該パターンの照射領域を設定してデポジショ
ンを実行したとき、イオンビームの加速電圧、ビーム電
流を一定状態に保ち走査回数を同じにしても、パターン
の周辺部分の厚みは薄く形成されてしまう。また、試料
面にあるパターンの穴を開ける加工をしようとして当該
パターンの照射領域を設定してスパッタエッチングを実
行したとき、イオンビームの加速電圧、ビーム電流を一
定状態に保ち走査回数を同じにしても、パターンの周辺
部分は鈍って傾斜して形成されてしまう。ガスアシスチ
エッチングにおいても全く同様である。この現象の原因
は集束イオンビームが、均一なイオン密度ではなく図１
のＡに示すように正規分布のようなイオン密度分布を有
しているためである。いま、このような正規分布を持つ
集束イオンビームが一方向に走査されたときのことを考
える。ある時点でａ点に一定時間集束イオンビームを照
射した後、ビーム径相当の間隔で一方向にシフトして同
じ時間照射を実行し、更にビーム径相当の間隔で同じ方
向にシフトして同じ時間照射を実行する。この動作を順
次繰返しｂ点まで走査したとする。集束イオンビームは
正規分布のようなイオン密度分布を有しているため、あ
る点にビーム中心が存在していないとき、すなわち次の
ステップでビーム中心がくる時点或いはさらにもうひと
つ前のステップにおいて既にいくらかのイオンビームの
照射を受けることになる。したがって、ある点が受ける
イオンビームの照射量はこれらビーム中心がその点には
存在しなくても近傍にあるときを含めた積算量というこ
とになる。これをグラフ的に示したものが図１のＢであ
り、実線で示したものが各点にビーム中心があったとき
のイオン照射量、破線で示したものが走査後の積算イオ
ン照射量である。このようにパターン端部に当たる走査
開始点近傍の積算イオン照射量は中央部のそれに比べ低
くなっている。また走査終了点近傍もパターン端部に当
たり同様となる。この現象はイオンビームの照射をステ
ップ状に走査した場合ばかりでなくアナログ式に連続走
査した場合でも同様である。また、境界は走査方向に限
らず走査ライン間での境界についても同様であり、二次
元的な現象となる。結局この影響が先のデポジションと
エッチング加工においてパターン周辺部の鈍りとなって
現われるのである。
しようと当該パターンの照射領域を設定してデポジショ
ンを実行したとき、イオンビームの加速電圧、ビーム電
流を一定状態に保ち走査回数を同じにしても、パターン
の周辺部分の厚みは薄く形成されてしまう。また、試料
面にあるパターンの穴を開ける加工をしようとして当該
パターンの照射領域を設定してスパッタエッチングを実
行したとき、イオンビームの加速電圧、ビーム電流を一
定状態に保ち走査回数を同じにしても、パターンの周辺
部分は鈍って傾斜して形成されてしまう。ガスアシスチ
エッチングにおいても全く同様である。この現象の原因
は集束イオンビームが、均一なイオン密度ではなく図１
のＡに示すように正規分布のようなイオン密度分布を有
しているためである。いま、このような正規分布を持つ
集束イオンビームが一方向に走査されたときのことを考
える。ある時点でａ点に一定時間集束イオンビームを照
射した後、ビーム径相当の間隔で一方向にシフトして同
じ時間照射を実行し、更にビーム径相当の間隔で同じ方
向にシフトして同じ時間照射を実行する。この動作を順
次繰返しｂ点まで走査したとする。集束イオンビームは
正規分布のようなイオン密度分布を有しているため、あ
る点にビーム中心が存在していないとき、すなわち次の
ステップでビーム中心がくる時点或いはさらにもうひと
つ前のステップにおいて既にいくらかのイオンビームの
照射を受けることになる。したがって、ある点が受ける
イオンビームの照射量はこれらビーム中心がその点には
存在しなくても近傍にあるときを含めた積算量というこ
とになる。これをグラフ的に示したものが図１のＢであ
り、実線で示したものが各点にビーム中心があったとき
のイオン照射量、破線で示したものが走査後の積算イオ
ン照射量である。このようにパターン端部に当たる走査
開始点近傍の積算イオン照射量は中央部のそれに比べ低
くなっている。また走査終了点近傍もパターン端部に当
たり同様となる。この現象はイオンビームの照射をステ
ップ状に走査した場合ばかりでなくアナログ式に連続走
査した場合でも同様である。また、境界は走査方向に限
らず走査ライン間での境界についても同様であり、二次
元的な現象となる。結局この影響が先のデポジションと
エッチング加工においてパターン周辺部の鈍りとなって
現われるのである。
【０００４】大きなパターンの加工部は境界周辺部の割
合が低いので比較的均一な加工がなされるが、小さなパ
ターンのときには境界周辺部の割合が高くなるので加工
不足気味となる。この様子をデポジション加工の例とし
て図２に示す。図２のＡにａとして小さいパターンを、
ｂとして大きいパターンが示されている。小さいパター
においてはその大部分がパターン周辺部の鈍りの影響を
受ける薄塗り領域となり、大きいパターンではパターン
周辺部の鈍りの影響を受ける薄塗り領域は少なく、その
大部分が影響を受けない濃い塗り領域となる。図２のＡ
中I〜IVで示した各部分の断面を図２のＢに示してあ
る。この断面の厚みはイオンビームの照射量に対応して
いる。このため、従来集束イオンビーム装置を用いたデ
ポジションとエッチング加工においては、加工パターン
について均一な厚みあるいは均一な深さの加工を実現す
るために、大きなパターンのときと小さなパターンのと
きとで走査時間を変えて加工を行っている現状があり、
ビーム走査が可能な範囲であってもパターン毎に走査領
域を設定し個別の加工を行うという非効率的な加工をし
ている。
合が低いので比較的均一な加工がなされるが、小さなパ
ターンのときには境界周辺部の割合が高くなるので加工
不足気味となる。この様子をデポジション加工の例とし
て図２に示す。図２のＡにａとして小さいパターンを、
ｂとして大きいパターンが示されている。小さいパター
においてはその大部分がパターン周辺部の鈍りの影響を
受ける薄塗り領域となり、大きいパターンではパターン
周辺部の鈍りの影響を受ける薄塗り領域は少なく、その
大部分が影響を受けない濃い塗り領域となる。図２のＡ
中I〜IVで示した各部分の断面を図２のＢに示してあ
る。この断面の厚みはイオンビームの照射量に対応して
いる。このため、従来集束イオンビーム装置を用いたデ
ポジションとエッチング加工においては、加工パターン
について均一な厚みあるいは均一な深さの加工を実現す
るために、大きなパターンのときと小さなパターンのと
きとで走査時間を変えて加工を行っている現状があり、
ビーム走査が可能な範囲であってもパターン毎に走査領
域を設定し個別の加工を行うという非効率的な加工をし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的課題は、
以上の問題点を解決し、集束イオンビーム装置を用いて
所定パターンのデポジション加工またはエッチング加工
を施す場合に、パターン境界領域の鈍りが出ない均一な
加工を実現し、複数のパターン加工を同時に実行出来る
効率的な加工方法並びにその装置を提供することであ
る。
以上の問題点を解決し、集束イオンビーム装置を用いて
所定パターンのデポジション加工またはエッチング加工
を施す場合に、パターン境界領域の鈍りが出ない均一な
加工を実現し、複数のパターン加工を同時に実行出来る
効率的な加工方法並びにその装置を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の加工方法は、荷
電粒子ビーム装置を用いて所定パターンのデポジション
加工またはエッチング加工を施すときに、該パターン加
工領域をビームの径に相当する微小領域に区分し、均一
加工を施す場合には該微小領域毎のドーズ量が等しくな
るように走査回数等を調整すると共に、走査可能領域内
の複数パターンについて同時に加工が進行するように荷
電粒子ビームの照射走査を行う。
電粒子ビーム装置を用いて所定パターンのデポジション
加工またはエッチング加工を施すときに、該パターン加
工領域をビームの径に相当する微小領域に区分し、均一
加工を施す場合には該微小領域毎のドーズ量が等しくな
るように走査回数等を調整すると共に、走査可能領域内
の複数パターンについて同時に加工が進行するように荷
電粒子ビームの照射走査を行う。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、イオンビームの走査領
域内のある微小領域へのイオンの照射はイオンビームの
中心が該微小領域に存在しないときにも行われることに
起因して、加工パターンの中央部分に比べ、パターン境
界部分では照射量が少なめになる現象に鑑み、均一な加
工を実現するためにそのパターン境界部分に対しても中
央部分と同じ照射量となるように、調整しようというと
ころに基本的な技術的思想がある。この照射量はドーズ
量と呼ばれ、イオンビームの強さ（密度）と照射時間と
の積で決まる。イオンビームの強さは加速電圧，ビーム
電流に依存し、これが安定であれば照射時間に対応する
物理量となる。集束イオンビーム装置においてこの加速
電圧，ビーム電流と走査速度が設定され、一定とみなせ
る条件のもとでは走査回数によってドーズ量を決めるこ
とができる。したがって、加工パターンの境界部分では
中央部分に比べ、走査回数を多くとることで、均一加工
を実現することができる。
域内のある微小領域へのイオンの照射はイオンビームの
中心が該微小領域に存在しないときにも行われることに
起因して、加工パターンの中央部分に比べ、パターン境
界部分では照射量が少なめになる現象に鑑み、均一な加
工を実現するためにそのパターン境界部分に対しても中
央部分と同じ照射量となるように、調整しようというと
ころに基本的な技術的思想がある。この照射量はドーズ
量と呼ばれ、イオンビームの強さ（密度）と照射時間と
の積で決まる。イオンビームの強さは加速電圧，ビーム
電流に依存し、これが安定であれば照射時間に対応する
物理量となる。集束イオンビーム装置においてこの加速
電圧，ビーム電流と走査速度が設定され、一定とみなせ
る条件のもとでは走査回数によってドーズ量を決めるこ
とができる。したがって、加工パターンの境界部分では
中央部分に比べ、走査回数を多くとることで、均一加工
を実現することができる。
【０００８】いま、図２のＡに示すようなパターンの均
一加工を実行するものとする。図中ａは孤立微小パター
ン、ｂは大きいパターンであるが一部細い帯状部を有し
ている。このようなパターン加工を試料面に施すものと
して、加工領域を集束イオンビームの径に対応する微小
領域、例えば0.2μｍ×0.2μｍの桝目に分割する。パタ
ーン領域を指定してビーム走査を実行したときの、この
分割した個々の微小領域についてのイオンのドーズ量を
比較してみると、図２に薄塗り領域として示したように
パターン境界周辺部では中央部の値（濃い塗り領域とし
て示してある。）より低くなる。そこで本発明ではこの
ドーズ量不足領域に対しては中央部分と同じドーズ量と
なるように走査回数で調整を行うようにするのである
が、これらドーズ量不足領域の各微小領域はどれだけ不
足しているかは該当領域がパターンにおけるどのような
位置にあるかによって異なっている。そこで、次に微小
領域がパターンにおける位置とその場合のドーズ量との
関係について検討しておく。いま、照射が影響するのは
隣接する領域のみと現象を単純化して考え、着目領域を
中心にして隣接３×３の領域の照射の影響を考慮するこ
とにする。そして、ビーム中心が存在する領域には７０
％のイオンが照射され、上下左右に隣接する領域には５
％のイオンが、斜め関係で隣接する領域には2.5％が照
射されるものとする。図３において実線でかかれた枡部
分はパターン部分であり、破線でかかれた枡は非パター
ンの試料面である。Ａモデルは孤立領域であるが、この
場合にはこの領域にビーム中心が存在したときのみイオ
ンビームの照射を受け、８つの周辺領域にビーム中心が
きてイオン照射がなされることはないので、７０％のイ
オンが照射されるだけである。Ｂモデルは線端部領域
で、この場合にはこの領域にビーム中心が存在したとき
と右の領域にビームに中心があるときのイオンビームの
照射を受けるので、７０％＋５％＝７５％のイオンが照
射される。Ｃモデルは線状領域で、この場合にはこの領
域にビーム中心が存在したときと左右の領域にビームに
中心があるときのイオンビームの照射を受けるので、７
０％＋５％×２＝８０％のイオンが照射される。Ｄモデ
ルは角部領域で、この場合にはこの領域にビーム中心が
存在したときと右、下そして斜め右下の領域にビームに
中心があるときのイオンビームの照射を受けるので、７
０％＋５％×２＋2.5％＝82.5％のイオンが照射され
る。Ｅモデルは辺部領域で、この場合にはこの領域にビ
ーム中心が存在したときと右、左、下そして斜め右下と
斜め左下の領域にビームに中心があるときのイオンビー
ムの照射を受けるので、７０％＋５％×３＋2.5％×２
＝９０％のイオンが照射される。Ｆモデルは中央領域
で、この場合にはこの領域にビーム中心が存在したとき
と上下左右そして斜め左上、左下、右上、右下の領域に
ビームに中心があるときのイオンビームの照射を受ける
ので、７０％＋５％×４＋2.5％×４＝100％のイオンが
照射される。Ｇモデルは曲部領域で、この場合にはＥモ
デルとは一つの斜め領域のイオンビームの照射がないだ
けなので、７０％＋５％×４＋2.5％×３＝97.5％のイ
オンが照射される。Ｈモデルは曲部隣接領域で、この場
合にはＥモデルとは左（上）一つの隣接領域と一つの斜
め領域のイオンビームの照射がないので、７０％＋５％
×３＋2.5％×３＝92.5％のイオンが照射される。な
お、ＩモデルはＨモデルと同じ条件である。
一加工を実行するものとする。図中ａは孤立微小パター
ン、ｂは大きいパターンであるが一部細い帯状部を有し
ている。このようなパターン加工を試料面に施すものと
して、加工領域を集束イオンビームの径に対応する微小
領域、例えば0.2μｍ×0.2μｍの桝目に分割する。パタ
ーン領域を指定してビーム走査を実行したときの、この
分割した個々の微小領域についてのイオンのドーズ量を
比較してみると、図２に薄塗り領域として示したように
パターン境界周辺部では中央部の値（濃い塗り領域とし
て示してある。）より低くなる。そこで本発明ではこの
ドーズ量不足領域に対しては中央部分と同じドーズ量と
なるように走査回数で調整を行うようにするのである
が、これらドーズ量不足領域の各微小領域はどれだけ不
足しているかは該当領域がパターンにおけるどのような
位置にあるかによって異なっている。そこで、次に微小
領域がパターンにおける位置とその場合のドーズ量との
関係について検討しておく。いま、照射が影響するのは
隣接する領域のみと現象を単純化して考え、着目領域を
中心にして隣接３×３の領域の照射の影響を考慮するこ
とにする。そして、ビーム中心が存在する領域には７０
％のイオンが照射され、上下左右に隣接する領域には５
％のイオンが、斜め関係で隣接する領域には2.5％が照
射されるものとする。図３において実線でかかれた枡部
分はパターン部分であり、破線でかかれた枡は非パター
ンの試料面である。Ａモデルは孤立領域であるが、この
場合にはこの領域にビーム中心が存在したときのみイオ
ンビームの照射を受け、８つの周辺領域にビーム中心が
きてイオン照射がなされることはないので、７０％のイ
オンが照射されるだけである。Ｂモデルは線端部領域
で、この場合にはこの領域にビーム中心が存在したとき
と右の領域にビームに中心があるときのイオンビームの
照射を受けるので、７０％＋５％＝７５％のイオンが照
射される。Ｃモデルは線状領域で、この場合にはこの領
域にビーム中心が存在したときと左右の領域にビームに
中心があるときのイオンビームの照射を受けるので、７
０％＋５％×２＝８０％のイオンが照射される。Ｄモデ
ルは角部領域で、この場合にはこの領域にビーム中心が
存在したときと右、下そして斜め右下の領域にビームに
中心があるときのイオンビームの照射を受けるので、７
０％＋５％×２＋2.5％＝82.5％のイオンが照射され
る。Ｅモデルは辺部領域で、この場合にはこの領域にビ
ーム中心が存在したときと右、左、下そして斜め右下と
斜め左下の領域にビームに中心があるときのイオンビー
ムの照射を受けるので、７０％＋５％×３＋2.5％×２
＝９０％のイオンが照射される。Ｆモデルは中央領域
で、この場合にはこの領域にビーム中心が存在したとき
と上下左右そして斜め左上、左下、右上、右下の領域に
ビームに中心があるときのイオンビームの照射を受ける
ので、７０％＋５％×４＋2.5％×４＝100％のイオンが
照射される。Ｇモデルは曲部領域で、この場合にはＥモ
デルとは一つの斜め領域のイオンビームの照射がないだ
けなので、７０％＋５％×４＋2.5％×３＝97.5％のイ
オンが照射される。Ｈモデルは曲部隣接領域で、この場
合にはＥモデルとは左（上）一つの隣接領域と一つの斜
め領域のイオンビームの照射がないので、７０％＋５％
×３＋2.5％×３＝92.5％のイオンが照射される。な
お、ＩモデルはＨモデルと同じ条件である。
【０００９】加工パターン領域の各微小領域に対しこの
Ａ乃至Ｈのモデルを当てはめて中央領域Ｆモデルと比較
したときのドーズ量の不足を勘案し、走査回数等で積算
ドーズ量が等しくなるように調整して加工を実行する。
このように本発明によるイオンビーム加工はビーム径相
当の微小領域に区分して個々の領域に対して必要な走査
回数を実行するものであるから、従来のようにパターン
領域の大きさに関係なく走査を行えるので、走査可能領
域にある複数のパターンの加工を別個に実施する必要は
なく、しかも加工する厚さ（深さ）がパターン間で異な
っていても同時に加工を進めることができるもので、加
工効率に優れたものである。以上の説明は着目領域を中
心に隣接３×３の領域の照射の影響だけを考慮した単純
な例であるが、実際には５×５或いは７×７の領域の影
響を考慮して多様なモデルによって対応することによ
り、より木目の細かい均一化が可能になる。また、荷電
粒子ビームについては集束イオンビームを例に説明して
きたが、本発明はこれに限らず電子ビームを用いた加工
についても適用出来ることは当然である。
Ａ乃至Ｈのモデルを当てはめて中央領域Ｆモデルと比較
したときのドーズ量の不足を勘案し、走査回数等で積算
ドーズ量が等しくなるように調整して加工を実行する。
このように本発明によるイオンビーム加工はビーム径相
当の微小領域に区分して個々の領域に対して必要な走査
回数を実行するものであるから、従来のようにパターン
領域の大きさに関係なく走査を行えるので、走査可能領
域にある複数のパターンの加工を別個に実施する必要は
なく、しかも加工する厚さ（深さ）がパターン間で異な
っていても同時に加工を進めることができるもので、加
工効率に優れたものである。以上の説明は着目領域を中
心に隣接３×３の領域の照射の影響だけを考慮した単純
な例であるが、実際には５×５或いは７×７の領域の影
響を考慮して多様なモデルによって対応することによ
り、より木目の細かい均一化が可能になる。また、荷電
粒子ビームについては集束イオンビームを例に説明して
きたが、本発明はこれに限らず電子ビームを用いた加工
についても適用出来ることは当然である。
【００１０】
【実施例１】本発明の方法を採用した集束イオンビーム
デポジションのシステムの実施例を示す。まず、被加工
試料９を試料ステージ７に載置し、試料面にイオンビー
ム２を走査して弾き出される二次荷電粒子を二次荷電粒
子検出器５で検出し、顕微鏡観察画像をディスプレイ11
上に表示させる。画面上で加工個所を特定し、加工パタ
ーンの設計画像をディスプレイ上に重ねて表示する。次
に加工パターンをイオンビーム径相当の微小領域に区分
し、パターンに対応して各区分に、モデルの割り当てを
実行する。ここでは前述したＡ乃至Ｈの単純モデルを割
り当てるものとして説明する。一つの角部と他方の角部
が対峙しているパターンにおいては、パターンの角部に
はＤモデルを割り当て該角部間には辺部モデルＥを一括
割り当てる。また、角部と曲部が対応している辺には角
部にＤモデル、曲部隣接領域にはＨモデルそして曲部に
はＧモデルを割り当て、その間には辺部モデルＥを一括
割り当てる。そして境界の影響を受けない中央領域には
一括してＦモデルが割り当てられる。
デポジションのシステムの実施例を示す。まず、被加工
試料９を試料ステージ７に載置し、試料面にイオンビー
ム２を走査して弾き出される二次荷電粒子を二次荷電粒
子検出器５で検出し、顕微鏡観察画像をディスプレイ11
上に表示させる。画面上で加工個所を特定し、加工パタ
ーンの設計画像をディスプレイ上に重ねて表示する。次
に加工パターンをイオンビーム径相当の微小領域に区分
し、パターンに対応して各区分に、モデルの割り当てを
実行する。ここでは前述したＡ乃至Ｈの単純モデルを割
り当てるものとして説明する。一つの角部と他方の角部
が対峙しているパターンにおいては、パターンの角部に
はＤモデルを割り当て該角部間には辺部モデルＥを一括
割り当てる。また、角部と曲部が対応している辺には角
部にＤモデル、曲部隣接領域にはＨモデルそして曲部に
はＧモデルを割り当て、その間には辺部モデルＥを一括
割り当てる。そして境界の影響を受けない中央領域には
一括してＦモデルが割り当てられる。
【００１１】実際にはビーム照射は隣接領域に影響する
だけでなくはるかに広い領域に影響を及ぼすので、中央
領域以外の各モデルとも境界領域から中央領域に至るま
での複数区分を群として情報化してコンピューター10内
のＲＯＭに準備しておく。このモデル割り当て作業には
コンピューター10内のＲＯＭに支援ソフトが準備されて
おり、キーボード等の入力操作部12を操作してディスプ
レイ11上で設計パターンに角部や曲部などの特異点を指
定してやるとその間を辺部モデルが割り当てられ、残り
の領域を中央領域と判定し自動的にモデル割り当てを実
行し、この割り当て情報をコンピュータ10のＲＡＭにマ
ップ情報として格納する。この情報が得られた段階でガ
ス銃６から原料ガスが噴射されると共にパターン領域に
対してイオンビーム２の照射走査が開始され、加工を実
行する。中央領域が所望の加工段階に至ったならば当該
領域へのビーム照射は中止し、周辺領域に対してだけ先
のマップ情報に基いて該当領域の不足分を補充すべくイ
オンビームの照射を続行する。照射量（ドーズ量）が中
央領域のそれに等しくなった領域については順次イオン
ビームの照射を中止する。この照射の中止は走査位置が
当該領域に回ってきたときにイオン光学系３のブランカ
ーによってビームをアパーチャー外に振ってカットす
る。加工パターン内のすべての区分微小領域へ所定ドー
ズ量の照射がなされたならば加工を終了する。
だけでなくはるかに広い領域に影響を及ぼすので、中央
領域以外の各モデルとも境界領域から中央領域に至るま
での複数区分を群として情報化してコンピューター10内
のＲＯＭに準備しておく。このモデル割り当て作業には
コンピューター10内のＲＯＭに支援ソフトが準備されて
おり、キーボード等の入力操作部12を操作してディスプ
レイ11上で設計パターンに角部や曲部などの特異点を指
定してやるとその間を辺部モデルが割り当てられ、残り
の領域を中央領域と判定し自動的にモデル割り当てを実
行し、この割り当て情報をコンピュータ10のＲＡＭにマ
ップ情報として格納する。この情報が得られた段階でガ
ス銃６から原料ガスが噴射されると共にパターン領域に
対してイオンビーム２の照射走査が開始され、加工を実
行する。中央領域が所望の加工段階に至ったならば当該
領域へのビーム照射は中止し、周辺領域に対してだけ先
のマップ情報に基いて該当領域の不足分を補充すべくイ
オンビームの照射を続行する。照射量（ドーズ量）が中
央領域のそれに等しくなった領域については順次イオン
ビームの照射を中止する。この照射の中止は走査位置が
当該領域に回ってきたときにイオン光学系３のブランカ
ーによってビームをアパーチャー外に振ってカットす
る。加工パターン内のすべての区分微小領域へ所定ドー
ズ量の照射がなされたならば加工を終了する。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、荷電粒子ビーム装置を用いて
所定パターンのデポジション加工またはエッチング加工
を施すときに、該パターン加工領域をビームの径に相当
する微小領域に区分し、走査回数を調整するするなどし
て該微小領域毎のドーズ量が等しくなるように荷電粒子
ビームの照射を行う加工方法であるから、ビームが荷電
粒子密度において正規分布をしていることに起因してパ
ターン周辺部において生じる加工不足を適正に修正する
ことが出来る。ビーム径相当に区分した微小領域毎の情
報にもとづいて個々の領域毎にビームの照射を制御でき
るので、大きいパターンであっても小さいパターンであ
っても走査可能領域内にある複数パターン加工は同時に
行うことが可能であり、極めて効率的な加工を実現でき
る。
所定パターンのデポジション加工またはエッチング加工
を施すときに、該パターン加工領域をビームの径に相当
する微小領域に区分し、走査回数を調整するするなどし
て該微小領域毎のドーズ量が等しくなるように荷電粒子
ビームの照射を行う加工方法であるから、ビームが荷電
粒子密度において正規分布をしていることに起因してパ
ターン周辺部において生じる加工不足を適正に修正する
ことが出来る。ビーム径相当に区分した微小領域毎の情
報にもとづいて個々の領域毎にビームの照射を制御でき
るので、大きいパターンであっても小さいパターンであ
っても走査可能領域内にある複数パターン加工は同時に
行うことが可能であり、極めて効率的な加工を実現でき
る。
【図１】Ａは集束イオンビームのイオン密度分布を説明
する図であり、Ｂはパターン端部から中央部にかけての
積算照射量の分布を説明する図である。
する図であり、Ｂはパターン端部から中央部にかけての
積算照射量の分布を説明する図である。
【図２】Ａは大きい加工パターンと小さい加工パターン
における加工状態を説明する図であり、ＢはＡにおける
特定個所の加工断面を示す図である。
における加工状態を説明する図であり、ＢはＡにおける
特定個所の加工断面を示す図である。
【図３】本発明における各種領域モデルを説明する図で
ある。
ある。
【図４】本発明に使用される集束イオンビーム装置の基
本構成を示す図である。
本構成を示す図である。
１ イオン源 10 コンピュータ ２ イオンビーム 11 ディスプテイ ３ イオン光学系 12 入力操作部 ４ デフレクタ Ａ乃至Ｉ 領域モデル ５ 二次荷電粒子検出器 ６ ガス銃 ７ 試料ステージ ９ 試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｄ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 21/302 21/302 Ｄ 21/31 Ｚ Ｆターム(参考） 2H095 BB10 BC04 4K030 FA12 KA41 5C034 AA02 AB03 AB04 DD05 DD07 5F004 AA16 BA17 EA39 5F045 AA14 AB40 DP02
Claims (5)
- 【請求項１】 荷電粒子ビーム装置を用いて所定パター
ンのデポジション加工またはエッチング加工を施すとき
に、該パターン加工領域をビームの径に相当する微小領
域に区分し、該微小領域毎のドーズ量が等しくなるよう
に荷電粒子ビームの照射を行う加工方法。 - 【請求項２】 ドーズ量は走査回数によって調整するよ
うにした請求項１に記載の荷電粒子ビームの照射を行う
加工方法。 - 【請求項３】 走査可能領域内の複数パターン加工は同
時に行うようにした請求項１または２に記載の荷電粒子
ビームの照射を行う加工方法。 - 【請求項４】 加工パターンに対してビームを走査して
荷電粒子照射を行った場合の該加工パターンの照射量分
布情報を、ビーム径相当の微小領域に区分して得る手段
と、該照射量分布情報に基いて境界領域の照射量が中央
領域のそれに等しくなるように加工において調整する手
段と、を備えた走査型荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項５】 加工パターンの照射量分布情報をパター
ンの位置に対応してモデル情報化し蓄積したメモリと、
パターンを表示したディスプレイ上で特異点のモデルを
特定するする手段と、該特定情報に基いて特異点間の領
域に辺モデルを、その他の領域に中央モデル割り当てを
実行する手段と、を備えた請求項４に記載の走査型荷電
粒子ビーム装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380718A JP2002184342A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | パターン境界を均一膜厚に形成する荷電粒子加工 |
| US10/016,830 US6780551B2 (en) | 2000-12-14 | 2001-12-13 | Charged particle processing for forming pattern boundaries at a uniform thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000380718A JP2002184342A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | パターン境界を均一膜厚に形成する荷電粒子加工 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002184342A true JP2002184342A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=18848848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000380718A Pending JP2002184342A (ja) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | パターン境界を均一膜厚に形成する荷電粒子加工 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6780551B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002184342A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006115090A1 (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Sii Nanotechnology Inc. | 集束イオンビームによる加工方法及び集束イオンビーム加工装置 |
| JP2012027237A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2950258B2 (ja) | 1996-11-11 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | 荷電粒子線描画方法及び装置 |
| US6274290B1 (en) * | 1997-01-28 | 2001-08-14 | Etec Systems, Inc. | Raster scan gaussian beam writing strategy and method for pattern generation |
-
2000
- 2000-12-14 JP JP2000380718A patent/JP2002184342A/ja active Pending
-
2001
- 2001-12-13 US US10/016,830 patent/US6780551B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006115090A1 (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Sii Nanotechnology Inc. | 集束イオンビームによる加工方法及び集束イオンビーム加工装置 |
| JP2006301406A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Sii Nanotechnology Inc | 集束イオンビームによる加工方法及び集束イオンビーム加工装置 |
| US7750318B2 (en) | 2005-04-22 | 2010-07-06 | Sii Nanotechnology Inc. | Working method by focused ion beam and focused ion beam working apparatus |
| JP4671223B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2011-04-13 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 集束イオンビームによる加工方法及び集束イオンビーム加工装置 |
| JP2012027237A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020177055A1 (en) | 2002-11-28 |
| US6780551B2 (en) | 2004-08-24 |
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|
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|
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|
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|
| A02 | Decision of refusal |
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