JPS58202038A

JPS58202038A - イオンビ−ム加工装置

Info

Publication number: JPS58202038A
Application number: JP57084776A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimase; 朗嶋瀬; Toru Ishitani; 亨石谷; Hifumi Tamura; 田村　一二三; Hiroshi Yamaguchi; 博司山口; Takeoki Miyauchi; 宮内　建興
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1983-11-25
Also published as: JPH0557020B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、イオンビーム加工装置の改良に関し、特にと
の楕の装置に装備して有効な加工終点検出手段に関する
ものである。

従来、高エネルギーのイオンビームを被加工物に照射し
て、スパッタ加工を行なうイオンビーム加工装置には、
高精度に加工の終点を検出する機構が備えられていなか
った。そのため、被加工物の個体差に対し充分な対応が
不可能であった。以後、イオンビーム加工装置の１例と
して、イオンビームマスク修正装置を取り上げる。イオ
ンビームマスク修正装置は、主に、レジスト露光用フォ
トマスクの黒点欠陥へ、高エネルギーのイオンビームを
照射し、欠陥をスパッタ加工により、除去する装置であ
る。ζこで、マスクの黒点欠陥とは、本来、遮光用物質
（Ｃｒ、または、Ｃｒ！０３など）のない領域に、遮光
用物質が、マスクパターンと黒関係に付着したものをい
う。マスク修正上重要なことは、欠陥が完全に除去でき
ることと、下部基板（ガラスなど）にダメージを与えな
いことである。従来のマスク修正装置では、高精度の終
点検出が行なえ々かった大め、黒点欠陥の広がりや高さ
の不規則さに対応できず、欠陥を完全に除去できない場
合や、下部基板まで加工し、基板表面の荒れが光の透過
率を低下させることによって、今度は基板の方に基板の
荒れによる黒点欠陥を作ることになる場合があった。そ
の上、イオンビ一覧ムエネルギー、ビーム電流の変化にも対応できず、上述
の不完全加工、過加工が常に問題であった。

したがって、本発明の目的は、イオンビームによるスパ
ッタ加工を、高精度、かつ、再現性良く村なえるイオン
ビーム加工装置を提供することにある。

上記目的をｉ！成するために本発明では、前述したイオ
ンビーム加工装置において、加工用の１次イオンビーム
の照射によって、被加工物から放出される２次電子、２
次イオン等の荷電粒子、または、光、あるいは、これら
の少なくとも２種をモニターすることによって、スパッ
タ加工の終点検出を行なう手段を付加したものである。

また、上述の終点検出手段がイオンビーム加工領域に、
真空槽外から光（レーザー光）を照射し、その反射光、
または、透過光、あるいは、その両方をモニターするこ
とによって、加工の終点検出を行なう手段であってもよ
い。これらの終点検出手段を備えることによって、イオ
ンビームによるスパッタ加工を、高精度、かつ、再現性
良く行なうことが可能なイオンビーム加工装置を提供で
きるようになった。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

ここでは、イオンビーム加工装置の代表例として、前述
のイオンビームマスク修正装置を取シ上ける。

第１図は本発明によるイオンビームマスク修正装置の基
本構成を示したものである。これは加工用１次イオンビ
ーム２の照射によって、Ｃｒ、またはＣｒＱ、で形成さ
れている被加工物のマスク欠陥５から放出される２次電
子８をモニターして、加工の終点検出を行なう手段を備
えた装置である。

さらに、詳述すると、イオン源１から引き出されたイオ
ンビーム２を、絞り３を通過した後、レンズ４によって
、試料台７上に固定されたマスク６の黒点欠陥５に集束
照射し、スパッタ加工により、欠陥５を除去する。欠陥
５にイオンビーム２を照射した時、欠陥５より、２次電
子８が放出される。

この２次電子８を２次電子検出器１０で検出し、モニタ
ーする。欠陥５の除去が進むに従い、下部基板６を構成
するガラスの２次電子放出能（１個のイオンに対して何
個の２次電子が放出されるかを示す量）が欠陥５の形成
物質であるＣｒ、またｕ、ｃｒｏ、より高いため、２次
電子８のカウント数が、第２図（ａ）のように変化する
。通常、欠陥５からの２次電子８のカウント数とガラス
基板６からの２次電子８のカウント数との差は、２次電
子８のカウント数に対して、小さな値のため力ロエ終点
の検出が正確にできない。そこで、よシ正確に加工の終
点を検出するために、第２図（ｂ）に示した如く２次電
子８のカウント数の時間微分値を用いることができる。

この微分値を信号として取り出すために、ロックインア
ンプ１１を使用した。

ロックインアンプ１１からのンファレンスングナルを、
２次電子引き込み電極９、または、試料台７の電位に重
畳して、リファレンスシグナルと同期した信号のみを、
検出した２次電子８の信号から引き出すことによって、
２次電子８のカウント数の微分値を終点検出に用いる信
号として得た。

加工の終点としては、第２図中）のＦ点をもって終点と
し友。加工が終点に達したか否かは、加工終点検出コン
トローラ１２内で判断する。加工が終点に遜した場合は
、その信号をブランキング電極コントローラ１３に送る
。信号を受は取ったブランキング電極コントローラ１３
は、フ゛ランキング電極１４に電圧を印加し、加工用１
次イオンビーム２を絞り３でイオンビーム２が遮断され
るまで、破線で示した如く偏向させることによって、マ
スク６上から、イオンビーム２をはずす。以上の操作に
よって、マスク６上のパターンの欠陥５を完全に除去し
た上で、マスク６の下地基板には損傷を与えることのな
いイオンビーム加工を、再現性良く行なうことが可能と
なった。

加工用１次イオンビーム２の照射によって、マスク６か
ら放出される２次イオンを終点検出に用いる場合は、第
１図に示した２次電子検出器１０を例えば、４電極質量
分析計に置き替えて、上述の２次電子８を終点検出に用
いる場合と同様の操作を行なうことによって、マスク６
上のパターンの欠陥５の除去を高精度、かつ、再現性良
く行なうことが可能と々つた。

第３図は本発明による他の実施例の基本構成を示し九も
のであシ、この装ｆｉ１１は真空槽２３外からレーザー
光２２を入射し、そのレーザー光２０をパターンの欠陥
５に照射し、その反射光２１、または、透過光２２をモ
ニターし、加工の終点検出を行なうものである。イオン
源１から引き出した加工用１次イオンビーム２をターゲ
ットであるマスク６の欠陥５に集束照射してスパッタ加
工を行なうことは前述した第１図の場合と同様である。

終点検出用のレーザー光２０／ｒｉ、真空槽２３外の発
撮器１５から透過窓１６を通して真空槽２３内へ入射し
、レンズ１７で欠陥５へ集光する。欠陥５から反射した
光２１は、レンズ１７と透過窓１６を通り、真空槽２３
外の光検出器１９でモニターする。また、欠陥５を透過
した光２２も、レンズ１７と透過窓１６を通り、真空槽
２３外の光検出器１８でモニターする。被加工物のＣｒ
。

Ｃｒｙ、などで形成されているマスク６の欠陥５は不透
明であるが、ガラスでできているマスク６の下地基板は
透明のため、加工が進み欠陥５が除去されるに従い、反
射光２１は減少し、透過光２２は増加する。そこで、モ
ニターした反射光２１、または、透過光２２を、あるい
は、その両方を加工の終点検出に用いることが可能であ
る。ただし、加工用１次イオンビーム２を０．１μｍφ
まで絞って加工を行なう場合でも、レーザー光２０は１
．０μｍφまでしか絞れず、加工している部分だけでな
く、欠陥５のまわりの影響が、反射光２１、透過光２２
、どちらにも入ってくる。これは、反射光２１、透過光
２２のバックグラウンドとなり、欠陥５の種類ごとに違
う値を持ってくる。そこで、反射光２１、または、透過
光２２の強度の時間微分をとることによって、バックグ
ランドの影響を除去するようにした。時間微分をとるに
は、終点検出コントローラ１２内で計算機処理を行なつ
念。

その後は、上述の２次電子を用いる場合と同様に、終点
検出信号をブランキング電極コントローラ１３に送り、
ブランキング電極１４に電圧を印加し、加工用１次イオ
ンビーム２を破線の如く偏向して絞り３を通過できない
ようにし、イオンビーム２をマスク６上からはずし、加
工を停止させるようにした。この実施例によっても、イ
オンビーム加工の精度向上、再現性向上に、大きな効果
が得られた。

なお、加工終点検出手段としては上述した荷電粒子、光
のモニタリング手段の他に、荷電粒子と光との両刀をモ
ニタリンクする手段、被加工物特有の光をモニタリング
する手段、二次イオンと二次電子との両万全モニタリン
グする手段などが考えられる。これらの検出手段をイオ
ンビーム加工装璽に設けた装ｇＩ／ｌＦｉ上述の２つの
実施例から容易に構成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例であって、２次電子をモニ
ターして加工の終点検出を行なうイオンビームマスク修
正装置の概略構成図、第２図（ａ）。（′ｂ）は第１図の装置における検出２次電子数の時間
（スパッタ深さ）変化、および、検出２次電子数の時間
微分カーブを示すグラフ、第３図は本発明による他の実
施例であって、レーザー光を加工部に照射し、その反射
光、透過光で加工の終点検出を行なうイオンビームマス
ク修正装置の概略構成１・・・イオン源、２・・・加工
用１次イオンビーム、３・・・絞り、４・・・静電レン
ズ、５・・・マスク欠陥、６・・・マスク（ガラス基板
）、７・・・試料台、８・・・２次電子、９・・・２次
電子引き込み電極、１０・・・２次電子検出器、１１・
・・ロックインアンプ、１２・・・加工終Ａ検出コント
ローラ、１３・・・ブランキング電極コントローラ、１
４・・・ブランキング電極、１５・・・レーザー発振器
、１６・・・透過窓、１７・・・光学レンズ、１８・・
・透過光モニター、１９・・・反射光モニター、２０・
・・入射レーザー光、２１・・・反射光、２２・・・透
下　ｊ　　図第　　Ｚ　　口（良）７．３図第１頁の続き０発　明　者　宮内建興横浜市戸塚区告田町２９２番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】１、高エネルギーのイオンビームを被加工物に照射し、
上記イオンビームの入射によるスパッタによって上記被
加工物の表面を加工するイオンビーム加工装置において
、上記被加工物の加工終点を検出するための手段を付加
してなることを特徴とするイオンビーム加工装置。２、上記加工終点検出手段が荷電粒子のモニタリングに
よって検出するものであることを特徴とする第１項のイ
オンビーム加工装置。３＃上上記加工点検出手段が光のモニタリングによって
検出するものであることを特徴とする第１項のイオンビ
ーム加工装置。４、上記加工終点検出手段が上記イオンビームの照射に
よって、上記被加工物から放出される２次電子をモニタ
ーし、加工終点を検出するものであることを特徴とする
第１項のイオンビーム加工装置。５、上記加工終点検出手段が上記イオンビームの照射に
よって上記被加工物から放出される２次イオンをモニタ
ーし、加工終点を検出するものであることを特徴とする
第１項のイオンビーム加工装置。６、イオンビーム加工領域に光を照射してその反射光を
モニターし、加工終点を検出するものである仁とを％徴
とする第３項のイオンビーム加工装置。７、イオンビーム加工領域に光を照射してその透過光を
モニターし、加工終点を検出するものであることを特徴
とする第３項のイオンビーム加工装置。８、上記加工終点検出手段が荷電粒子と光との両方をモ
ニターして、加工終点を検出するものでらることを特徴
とする第１項のイオンビーム加工装置。９、イオンビーム加工領域に光を照射してその反射光と
透過光との両方をモニターし、加工終点を検出するもの
であることを特徴とする特許のイオンビーム加工装置。１０．上記イオンビームの照射によって上記被加工物か
ら放出される上記被加工物特有の光をモニターし１加工
の終点を検出するものでおることを特徴とする第３項の
イオンビーム加工装置。１１、上記イオンビームの照射によって上記被加工物か
ら放出される荷電粒子の少なくとも２種を同時にモニタ
ーすることによシ、加工終点の検出を行なうことを特徴
とする第２項のイオンビーム加工装置。