JPH0121307Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビームを走査して照射しながら
試料表面の微細加工を行うイオンビーム加工装置
に関する。加工の種類としては例えば半導体チツ
プ製造用ホトマスクやレチクル（以下単にマスク
という）の不要付着パタン（以下黒色欠陥とい
う。）をイオンビーム照射によりスパツタリング
除去する場合や、パタン欠損部（以下白色欠陥と
いう。）に有機化合物蒸気を供給し併せてイオン
ビームを照射して該有機化合物を焼き付けマスク
の補修を行う場合（以下この加工を単に膜付けと
いう。）がある。

〔考案の概要〕

本考案はイオンビームを走査しながら照射して
試料表面の加工を行うイオンビーム加工装置にお
いて、イオンビームスポツトを試料表面に結像す
るイオン光学系対物レンズの光軸に一致するよう
に、幾何光学系対物レンズの光軸を配置した光学
顕微鏡を設けるとともに、該幾何光学系対物レン
ズにイオンビームを通過させるための透孔を設け
ることにより、イオンビーム照射をいささかも妨
げることなくイオンビーム照射される試料表面を
光学的に観察することができる。

〔従来の技術〕

従来からイオン源より発するイオンビームをイ
オン光学系対物レンズで試料表面に結像させかつ
走査電極を用いてラスタスキヤン照射し試料表面
の加工例えばマスクの膜付け補修を行うイオンビ
ーム加工装置は知られていた。ところでマスク等
の補修加工を行う場合あらかじめ欠陥部所を特定
したり加工後の補修状態を確認するために試料表
面の像観察が必要である。従来からそのために試
料表面近傍に２次イオン検出器が設けられてい
た。そしてイオン源から放出される１次イオンビ
ームをラスタスキヤン走査しながら試料マスク表
面を照射し、マスクパタンから放出される２次イ
オン強度をラスタスキヤンに同期して検出し、そ
の平面強度分布からマスクパタン画像を得てい
た。いわゆる２次イオン画像である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら２次イオン画像を用いた試料表面
観察には以下の問題点があつた。すなわち２次イ
オン画像を得るために必然的に１次イオンビーム
を試料表面に照射することになるが、これにより
試料によつては損傷を受ける場合がある。さら
に、２次イオン強度が弱い試料の場合には、２次
イオン像を得るのに時間を要するため、加工位置
をさがし出すのに時間がかかるという問題点があ
つた。

また、本考案のようにガス銃を有する局所膜付
加工においては、厚さの異なる部品の場合でも常
に同じ高さに加工場所を調整することが要求され
るが、この高さ方向の調整は従来装置では満足の
いく精度が得られなかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前述した従来技術の問題点を解決する
ことを目的とする。そのために以下の構成手段を
得た。

すなわち、イオン源から発生するイオンビーム
を対物レンズで集光し走査電極で走査させながら
試料表面に照射する手段と、原料ガスを試料表面
に吹き付けるガス銃を組合わせたイオンビーム局
所膜付機能を有するイオンビーム加工装置におい
て、イオンビーム用の上記対物レンズの軸と一致
するように光学顕微鏡の対物レンズの光軸を配置
するとともに、上記光学顕微鏡の対物レンズにイ
オンビームを透過させるための透孔を設けたこと
を特徴とするイオンビーム加工装置である。

〔作用〕

本考案においては、２次イオン像の代わりに光
学顕微鏡を用いて試料表面の像観察を行う構造と
した。これにより１次イオンビームのラスタスキ
ヤン照射を行うことなく試料表面の像観察を行う
ことができる。この際イオン光学系の対物レンズ
の光軸と光学顕微鏡の対物レンズの光軸が一致し
ている。従つて何ら調節することなくかつ誤差を
生じることなく、イオンビームスポツト照射位置
の光学像観察ができる。又光学顕微鏡の対物レン
ズにはイオンビームを通過させる透孔が設けてあ
るので、光学顕微鏡の存在が何らイオンビーム照
射の障害とならないばかりかリアルタイムでイオ
ンビーム照射加工を観察できる。

〔実施例〕

以下図面に従つて本考案の好適な実施例を詳細
に説明する。

１はイオンビームを発するイオン源である。例
えばガリウム液体金属イオン源が用いられる。２
はコンデンサレンズであつてイオン源１から放出
されたイオンビームを集光する。３は上部偏向板
であつて電圧印加によりコンデンサレンズ２を通
過したイオンビームを大きく屈折させる。必要に
応じイオンビーム照射のブランキング等を行うた
めである。４は絞りであつてイオンビームを絞り
所定のイオン電流を得るためのものである。絞り
４はイオンビームスポツト径を規定する。μオー
ダの微細加工を行うためイオンビームを絞る必要
がある。５は非点補正レンズであつて絞り４を通
過したイオンビーム非点補正を行い真円イオンビ
ームスポツトを得るためのレンズである。６はイ
オン光学系対物レンズであつて非点補正されたイ
オンビームのスポツトを試料９表面上に結像する
ためのものである。７は走査電極であつてＸ及び
Y2組の電極よりなる。イオンビームスポツトを
試料９のXY平面上でラスタスキヤンし試料マス
クの欠陥部分の補修加工を行う。８はガス銃であ
つて有機化合物ガス例えばピレンをマスクの白色
欠陥部に照射するものである。同時に白色欠陥部
にイオンビームを走査しながら照射しピレンを炭
化又はポリマー化し膜付けを行う。

１０は試料９の表面像観察を行う光学顕微鏡で
ある。光学顕微鏡の幾何光学対物レンズの光軸は
イオン光学系の対物レンズ６の光軸と一致してい
る。従つてイオンビームと同軸でイオンビームス
ポツトを観察でき、便利である。なお光学顕微鏡
の対物レンズに入射した後の光の経路については
反射鏡等を用いて適当に屈折反射せられイオンビ
ーム経路からはずされる。従つて対物レンズを除
いて光学顕微鏡の構成物はイオンビーム照射の障
害とならない。さてその対物レンズについては中
央にイオンビームを通過させる透孔が設けてある
のでイオンビームは対物レンズの介在によつては
何ら吸収を受けず直接試料表面に入射する。従つ
てリアルタイムでの加工状態観察が可能である。
なお対物レンズ中央に透孔を設けると、試料表面
から対物レンズへの入射光の一部が透孔により失
われるがその量は微少であり像明度はほとんど変
化しない。又当然のことながら対物レンズの結像
性能に影響は無い。又場合によつては対物レンズ
の他に必要に応じてイオンビーム経路に介在する
光学顕微鏡の部品（例えば反射鏡等）にも透孔を
設けることは設計事項である。

なお本考案にかかるイオンビーム加工装置にお
いては、光学顕微鏡による像観察の他に２次イオ
ン像を併用して試料表面像観察をしても良い。こ
の場合でも２次イオン像の利用は最小限に抑える
ことができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば光学顕微鏡により試料表面の像
観察を行うので、イオンビームの照射は不要であ
り従つてイオンビームにより試料表面を損傷する
ことが無いという効果がある。

又イオン光学系の対物レンズの光軸と光学顕微
鏡の対物レンズの光軸を一致させた構造となつて
いるので調節をすることなく又誤差を生じること
なくイオンビームスポツト照射位置を正確に観察
することができるという効果がある。

さらに光学顕微鏡の対物レンズに透孔を設けイ
オンビームを通過させる構造となつているのでイ
オンビーム照射の障害となることなくリアルタイ
ムで加工状態を観察できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は光学顕微鏡付イオンビーム加工装置の分
解斜視図である。 １……イオン源、２……コンデンサレンズ、３
……上部偏向板、４……絞り、５……非点補正レ
ンズ、６……対物レンズ、７……走査電極、８…
…ガス銃、９……試料、１０……光学顕微鏡。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イオン源から発生するイオンビームを対物レン
   ズで集光し走査電極で走査させながら試料表面に
   照射する手段と、原料ガスを試料表面に吹き付け
   るガス銃を組合わせたイオンビーム局所膜付機能
   を有するイオンビーム加工装置において、イオン
   ビーム用の上記対物レンズの軸と一致するように
   光学顕微鏡の対物レンズの光軸を配置するととも
   に、上記光学顕微鏡の対物レンズにイオンビーム
   を透過させるための透孔を設けたことを特徴とす
   るイオンビーム加工装置。