JP5941522B2 - イオンビーム装置 - Google Patents
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本実施形態のEUVマスク修正装置100は、図1に示すように、イオン源12で発生したイオンを真空試料室11内に載置された試料3上に集束させる集束レンズ電極16と対物レンズ電極17とを備えるイオン光学系を備えたイオンビーム鏡筒1と、イオンビーム鏡筒1からのイオンビーム2を試料3に照射することにより発生した二次電子4を検出する二次電子検出器5(二次荷電粒子検出器)と、試料3表面にガスを供給するガス供給系6と、試料3を固定する試料ホルダ7と、試料3を移動させる試料ステージ8とを備えている。ここで試料3から発生した二次イオンを検出する場合は二次荷電粒子検出器として二次イオン検出器を用いる。また試料3から発生した反射イオンを検出する場合は二次荷電粒子検出器として反射イオン検出器を用いる。さらに、イオンビーム2の走査信号と二次電子検出器5の検出信号から観察像を形成する像形成部9と、観察像を表示する表示部10とを備えている。
イオン源12は電界電離型イオン源であり、図2に示すように、イオン発生室21と、エミッタ22と、引出電極23と、冷却装置24とを備えている。
イオン光学系は、イオン源12側から真空試料室11側に向けて順に、イオンビーム2を集束させる集束レンズ電極16と、イオンビーム2を試料3上に集束させる対物レンズ電極17とを備えて構成される。
イオンビーム鏡筒1は、イオン源12と集束レンズ電極16との間にイオンビーム2の電流量を測定するための電流測定用電極18を備えている。電流測定用電極18に接続された電流計19で電流測定用電極18に照射されたイオンビームの電流量を測定する。そして、電流計19で測定される電流量が一定になるように、イオン源12の引出電極23を制御する。これにより、安定した電流量のイオンビーム2を試料3に照射することができる。
ガス供給系6は、試料3表面にデポジション膜の原料ガス(例えば、フェナントレン、ナフタレンなどのカーボン系ガス、プラチナやタングステンなどの金属を含有する金属化合物ガスなど)を原料容器からガスノズルを通して供給する構成になっている。
試料3として用いるEUVマスクは、図3に示すように、ガラス基板34上にMo/Siの多層構造の反射層33、バッファー層32、吸収体31(パターン形状)から構成されている。EUVリソグラフィでは、EUVマスクにEUV光を照射し、反射した光を用いてマスクパターンを転写する。EUVマスクの吸収体31のパターン形状に欠陥が存在すると欠陥ごと転写してしまうため、欠陥修正が必要である。
本願発明者らはEUVマスクのイオンビーム照射ダメージについて、シミュレーションと実験を行った。実験では、反射層であるMo/Siの多層構造にイオンビームを照射したときのEUVマスクのダメージ状態を調べた。
017個/cm2のヘリウムイオンビームを照射し、照射後のMo/Siの多層構造の断面TEM(透過型電子顕微鏡)像を取得した。その結果、ビーム照射量4×1016個/cm2、4×1017個/cm2のヘリウムイオンを照射したEUVマスクでは、試料表面からの深さ280nmまでMo/Siの多層構造にミキシングが起こっていることがわかった。また、モンテカルロ法によるイオン注入過程のシミュレーションを実施したところイオンの注入深さは実験結果と一致した。また、イオンビーム照射後のEUVマスクのEUV光に対する反射率を測定したところ、ビーム照射量4×1016個/cm2、4×1017個/cm2のイオンビーム照射により大幅に反射率が低下していることがわかった。
本願の実施例について、図4のフローチャートに沿って説明する。試料ホルダ7上に載置された試料3であるEUVマスクの欠陥位置を、試料ステージ8を移動させ、イオンビーム2の照射領域に移動させる。イオンビーム鏡筒1から水素イオンビームをEUVマスクに走査照射して、EUVマスクから発生する二次電子4を二次電子検出器5で検出する。水素イオンビームの走査信号と二次電子検出器5の検出信号から像形成部9においてEUVマスクの観察像を取得する(観察像取得工程S1)。
EUVマスクへの水素イオンビーム照射量の上限値を4×1016個/cm2とする実施例について説明する。図5はEUVマスクの一部の表面図であり、反射層33上に吸収体31のパターンが設置されている。EUVマスクの欠陥51を含む観察領域52にイオンビーム2を走査照射し、発生する二次電子4を二次電子検出器5で検出して観察領域52の観察像を取得する。そして、取得した観察像上で修正位置を設定し、欠陥を修正する。修正が完了していない場合は再び観察領域52にイオンビーム2を走査照射し、観察像を取得し、観察像上で追加加工のための修正位置を設定する。
2 …イオンビーム
3 …試料
4 …二次電子
5 …二次電子検出器
6 …ガス供給系
7 …試料ホルダ
8 …試料ステージ
9 …像形成部
10…表示部
11…真空試料室
12…イオン源
13…中間室
14…排気ポンプ
16…集束レンズ電極
17…対物レンズ電極
18…電流測定用電極
19…電流計
21…イオン発生室
22…エミッタ
23…引出電極
24…冷却装置
25…水素分子
27…電源
28…水素イオン
31…吸収体
32…バッファー層
33…反射層
34…ガラス基板
40…水素ガス供給源
41…第一の純化器
42…第二の純化器
43…ガス導入管
44…ガス導入管
45…ガス導入管
51…欠陥
52…観察領域
100…EUVマスク修正装置
111…穴
112…穴
Claims (2)
- イオンビームを用いて、ガラス基板上に少なくとも多層構造の反射層と吸収層を有するEUVマスクの観察像を形成するイオンビーム装置において、
水素イオンビームを発生する電界電離型イオン源と、
前記水素イオンビームを前記EUVマスク上に集束させるイオン光学系と、
前記EUVマスクを載置する試料台と、
前記EUVマスクから発生する二次荷電粒子を検出する検出器と、
前記検出器の出力信号に基づいて前記EUVマスクの観察像を形成する像形成部と、
を有し、
前記EUVマスクの前記多層構造への前記水素イオンビームの照射量の上限値を4×1016個/cm2として観察像を形成するイオンビーム装置。 - 前記電界電離型イオン源と前記イオン光学系は、前記EUVマスク上にビーム径5nm以下の前記水素イオンビームを照射する請求項1に記載のイオンビーム装置。
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