JPH01280759A

JPH01280759A - パターン膜除去方法

Info

Publication number: JPH01280759A
Application number: JP63110191A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Yamaoka; 武博山岡
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1989-11-10

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、集束イオンビームによる微細加工方法に係わ
り、時に半導体集積回路製造工程で使用するマスク、レ
チクルにおける、黒欠陥修正時のパターン膜除去加工の
際、パターン膜除去部にイオン注入層を残さずにパター
ン膜の除去加工を行う方法に関するものである。

〔発明の概要〕

パターン膜除去加工を集束イオンビームによる物理的ス
パックリングのみで行った場合に、イオン注入による基
板損傷によりパターン膜除去部の光透過率が低下し、更
にエツチングガスによる化学反応の効果を利用して、エ
ツチングガス雰囲気中で集束イオンビームによるパター
ン膜除去加工を行った場合でも、その効果は小さく、黒
欠陥修正におりる基板損傷による光透過率の低下が問題
になっていた。

従来方法での欠点は、ビームの走査ノコ法である。

一般にパターン膜のイメージングのための走査方法であ
るデジタルスキャンでは、相隣るスボノＩ・毎にビーム
が走査され、スポット毎の画像情報を得ることができる
が、この走査方法をパターン膜除去時にも用いたために
、集束イオンビームの照射強度分布の相隣るスボノ［・
においてかなりの重なり部分を持ってしまい、エツチン
グガス雰囲気中でも、重なり部分ではエツチングガスが
化学反応を起こした直後に再び集束イオンビームが照射
されてしまうので、化学的エツチング効果を十分に引き
出ゼなかった。

本発明は、パターン膜除去工程を、ビームの走査方法を
切り換えることにより第１工程と第２工程に分離し、第
１工程は従来と同様のパターン膜除去を行い、第２工程
においてはビームの走査方法を切り換え、和隣り合わな
いスボノｈに次々に走査していく、あるいＬ４社隣るス
ポットに移る間δこ−・定のブランキング時間を設けつ
つ順々に走査していくことにより、集束イオンビームの
照射さ＝３− れるスポットには常に必要かつ十分な量のエツチングガ
スが付着している状態となるようにして、エツチングガ
スによる化学反応の効果を最大に引き出し、しかも第１
工程は従来通りの走査方法によりパターン膜の大部分を
除去してしまい、エツチング速度の遅い第２工程は、残
りの部分のみの除去を行うために、全行程に要する時間
は、全工程を第２工程で行う場合に比べてはるかに短く
することができ、更に装置に導入するエツチングガスの
量は最小限にとどめることができるようにしたものであ
り、本発明のパターン膜除去方法によってパターン膜除
去部の光透過率をほぼ１００％にまで高めたものである
。

〔従来の技術〕

従来のパターン膜除去方法に関するパターン膜除去装置
の全体の構成図を第２図に示し、図中の１は液体金属イ
オン源などのイオン源、２は集束レンズ、３は対物レン
ズ、４は集束イオンビーム、５はフォトマスクあるいは
レチクルからなる試料、６はＸＹステージ、７は２次イ
オン（又は２次電子）、８は２次イオン検出器（又は２
次電子検出器）、９は演算部、１０はＣＲＴ、１１は走
査制御部、１２は走査電極、１３はブランキング制御部
、１４はブランキング電極、１５はマウスあるいはキー
ボー（・などの外部入力装置、１６はエツチングガス、
１７はガス銃ノズル、１８はエツチングガスのオン　オ
フのためのバルブ、１９はガス供給源である。

この構成で、イオン＃、１から発生したイオンビームは
、集束レンズ２、対物レンズ３からなる静電レンズ系に
より集束されてザブミクロン径の集束イオンビームとな
り試料５に照射される。ＸＹステージはＸＹ水平面上を
移動し、試料５表面上の任意の箇所を集束イオンビーム
直下にする。集束イオンビーム４の走査は走査制御部１
１より直交するＸ、Ｙ方向に階段状の電圧を走査電極１
２に印加することにより行われ、試料５表面上をスポノ
Ｉ・的にデジタルスキャンがなされる。試料５−にでの
集束イオンビームのオン・オフは、ブランキング制御部
１３よりブランキング電極１４に電圧を印加して集束イ
オンビームを偏光させ、例えばガス銃ノズル１７の外筒
部分で遮断することにより行う。

集束イオンビームの走査により試料５表面より発生した
２次イオン７は２次イオン検出器８により検出され、演
算部９により２次イオン、強度に応じたパターン画像が
ＣＲＴＩＯ上に表示される。

パターン膜除去加工は、ＣＲＴｌ、ＯＪ二のパターン画
像を観察しながら、外部入力装置１５により集束イオン
ビーム４の繰り返し走査範囲を設定し、演算部９を介し
て走査制御部１１、ブランギング制御部１３に指示され
、集束イオンビーム４の繰り返し走査が開始され、物理
的スパッタリングにより行われる。あるいは、集束イオ
ンビーム４の繰り返し走査が開始されると同時に、演算
部９によりバルブ１８が開かれ、ガス供給源１９からの
エツチングガスが吹きつけられながらパターン膜除去加
工が行われる。

第３図は集束イオンヒーＪ、４の走査順序を示す図であ
る。簡単のために走査範囲境界２０は長方形で示しであ
る。２１の正方形の領域ばスボソＩ・であり、スポット
番号１．　２．　３．−ｉ、　　ｉ　４−１　、−にの
順序で１フレームの走査がなされる。

第４図に、上記走査順序をならしめるための走査電極１
２のｘ、Ｘ方向の電圧波形２２．２３を示す。

図中にイ（Ｊした番号は第３図のスポット番号と対応し
ており、Ｘ方向にはスポット毎に階段状の電圧波形とな
り、Ｘ方向には列毎に階段状の電圧波形となる。従って
、スポットから相隣るスポットに移る時間は瞬間的であ
り、各スポットには一定時間の照射が行われ、全体とし
て連続なデジタルスキャンが行われる。このような走査
方法はイメージングのためであり、２次イオン７の検出
１画像表示を演算部９よりデジタル的に処理を行うため
である。

第５図は集束イオンビーム照射強度分布を示す図である
。一つのスポットにおける強度分布２４は一般にガウス
分布をなしている。図（Ａ）は、大視野のイメージング
における強度分布であり、スポット２１の各点は、互い
に重なり合わない点の連続として走査することにより、
除去すべきパターンの形状１位置などを迅速に確認でき
る。

図（Ｂ）は、小視野のイメージングにおける強度分布で
あり、スポット２１の間隔は、集束イオンビームの全幅
よりも小さく、互いに重なり合って全体の強度分布は連
続的になる。従って、精度の良い画像を得ることが可能
であり、パターン膜除去加工時においても、上記の小視
野のイメージングにおける走査方法を行うことによって
、エッヂ精度の良い加工が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕従来のパターン膜除去方法では、エツチングガス吹きつ
けによる効果が十分でな（、パターン膜除去部分の光透
過率は、工・７チングガスを使用しない場合約７５％で
あり、エツチングガスを吹きっｋＪた場合約８５％で少
しは良くなっているが、ＩＣやＬＳＩなどの半導体集積
回路製造工程に使用されるフォトマスクやレチクルによ
る露光においては実用的なレベルには達していなかった
。

第６図は、従来のパターン膜除去方法における欠点を模
式的に表した図である。図中（Ａ）〜（Ｅ）は、第３図
の集束イオンビーム走査範囲中のスボソＩ・１〜５に順
々に集束イオンヒーｌ、が走査されている様子を示して
いる。（Ａ）は工、チングガス１６がイ」着しているパ
ターン膜のスポット１に集束イオンビームが照射されて
いる図である。（Ｂ）では、スボノｌ−１の照射部分だ
けきれいにエツチングされているが、スポット２の照射
分布の重なり２５があり、この部分にエツチングガス１
６がイ」着する時間よりも早く集束イオンビームの照射
が行われるためイオン注入層２６が形成され、（Ｃ）の
ようニナル。（Ｄ）　、　（Ｅ）も同様に集束イオンビ
ームの照射分布の重なり２５の部分にはエツチングガス
が付着しておらす、イオン注入層を残すことになる。

このようにして、エツチングガスを導入しても効果は小
さく、光透過率は良くならなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点をなくすためになされたもので
、イオン源とイオン源より発生したイオンビームを集束
するための静電レンズと、集束イオンビームを走査する
ための走査電極と、試料上にエツチングガスを吹きつけ
るためのガス銃と、試料より放出される２次荷電粒子の
検出器と、検出器の出力に応して前記試料」二のパター
ンを表示する画像表示装置からなるパターン膜除去装置
において、パターン膜除去の全工程を前記集束イオンビームの走査
方法を切り換えることによって二つの工程に分離し、第
１工程においては、相隣るスポットに順々に集束イオン
ビームを走査し、第２工程においては相隣り合わないス
ポットに次々に集束イオンビームを走査するか、あるい
は相隣るスポットに移る間に一定のブランキング時間を
設けつつ順々に集束イオンビームを走査し、エツチング
ガスの吹きつけはパターン膜除去工程の途中からか、あ
るいは最初から行うことを特徴とする。

〔作用〕

上記方法の作用は、パターン膜除去工程を集束イオンビ
ームの走査方法を切り換えることにより第１工程と第２
工程に分離し、第１工程は従来と同様のパターン膜除去
によりパターン膜の大部分を除去してしまい、第２工程
においては、相隣り合わないスポットに次々に走査して
いく、あるいは相隣るスポットに移る間に一定のブラン
キング肋間を設けつつ順々に走査していくごとにより、
集束イオンビームの照射されるスボノＩ・には常に必要
かつ十分な量のエツチングガスが付着している状態とな
るようにして、エツチングガスによる化学反応の効果を
最大に引き出しながらパターン膜の残りの部分を除去す
るために、第１工程では化学反応の効果よりもエツチン
グ速度を大きくする効果を優先し、第２工程ではエツチ
ング速度は第１工程よりも遅くなるが化学反応の効果を
最大に引き出しており、全体として最小限の加工時間で
、イオン注入層を残さず、光透過率はほぼ１００％に達
することができる。更に、エツチングガスの吹きつけは
パターン膜除去行程の途中から行うことによって、装置
に導入するエツチングガスの量は最小限にとどめ、また
加工時間の短い小さい面積のパターン膜除去などは、除
去行程の最初からエツチングガス吹きつけを行うことに
よって、エツチングガス制御系の遅れの効果をなくすこ
と＝　１１− ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。パタ
ーン膜除去装置の全体の構成は従来と同じであり、第２
図に示される。

図中の１は液体金属イオン源などのイオン源、２は集束
レンズ、３は対物レンズ、４は集束イオンビーム、５は
フォトマスクあるいはレチクルからなる試料、６はＸＹ
ステージ、７は２次イオン（又は２次電子）、８は２次
イオン検出器（又は２次電子検出器）、９は演算部、１
０はＣＲＴ、１１は走査制御部、１２は走査電極、〕３
はブランキング制御部、１４はブラン；１−ング電極、
１５はマウスあるいはキーボードなどの外部入力装置、
１６はエツチングガス、１７はガス銃ノズル、１８はエ
ツチングガスのオン・オフのためのバルブ、１９はガス
供給源である。

この構成で、イオン源１から発生したイオンビームは、
集束レンズ２、対物レンズ３からなる静電レンズ系によ
り集束されてザブミクロン径の集束イオンビームとなり
試料５に照射される。ＸＹステージはＸＹ水平面」二を
移動し、試才」５表面上の任意の箇所を集束イオンビー
ム直下にする。集束イオンビーム４の走査は走査制御部
１１より直交するｘ、　　ｙ方向に階段状の電圧を走査
電極１２に印加することにより行われ、試料５表面上を
スポット的にデジタルスキャンがなされる。試料５上で
の集束イオンビーＪ、のオン・オフは、ブランキング制
御部１３よりブランキング電極１４に電圧を印加して集
束イオンビームを偏光させ、例えばガス銃ノズル１７の
外筒部分で遮断することにより行う。

集束イオンビームの走査により試料５表面より発生した
２次イオン７は２次イオン検出器８により検出され、演
算部９により２次イオン、強度に応したパターン画像が
ＣＲＴｌ、０上に表示される。

走査範囲の設定は、ＣＲＴＩＯ上のパターン画像を観察
しながら、外部入力装置１５により行われ、演算部９を
介して走査制御部１１、ブランキング制御部１３に指示
される。また走査制御部１１、ブランキング制御部１３
は、演算部９の指示により走査方法を切り換えられる。

同様に、ガス銃のバルブ１８の開閉も演算部９の指示に
より制御され、バルブ１８が開かれるとガス供給１１１
ｔ１９よりエツチングガスがバルブ１８、ノスル１７を
通して試料５の表面上に吹きつげられる。

次に本発明の一実施例であるパターン膜除去方法を詳細
に説明する。内部が真空ポンプ（図示せず）により真空
に維持されているチェンバー（図示せず）内に、試料５
を挿入する。そして、除去箇所の位置データを外部入力
装置１５により演算部９に入力することにより、演算部
９の指示によってＸＹステージ６が駆動され、試料５の
除去ずべき箇所を集束イオンビーム直下にし、除去箇所
の位置確認のために試料５上の広い範囲に１〜２回集束
イオンビームを走査させ、大視野のイメージングを行い
、ＣＲＴＩＯ上の表示を見ながら、除去箇所がＣＲＴＩ
Ｏの画像の中心にくるようにＸＹステージ６を移動し、
視野を小さくしてＣＲＴＩＯ上に、除去すべき箇所を大
きく表示する。集束イオンビームの走査範囲はＣＲＴＩ
Ｏ上のパターン画像を観察しながら、外部入力装置１５
により設定され、演算部９を介して、第４図において説
明した電圧波形が走査制御部より走査電極１２に印加さ
れ、第３図に示される走査順序に従って集束イオンビー
ムによる繰り返し走査か除去箇所である走査範囲のみに
行われ、本発明のパターン膜除去の第１工程が始まる。

第１工程の終了点は、例えば、除去加工中のパターン種
度の変化によって決定される。試料５のフメトマスクや
レヂクルは、一般にガラス下地基板上にクロＪ、のパタ
ーン膜が形成されており、集束イオンビームの照射によ
って発生する２次イオンは主にパターン膜からはＣイオ
ンが、また、ガラス下地裁板からはＳ　イオンである。

除去加工中のこれら２種のイオンの強度変化は第７図の
ン強度である。時刻ｔ−Ｑおよび１＝１．においてＣイ
オン強度２７にニーつのピークがあるが、これらはパタ
ーン膜の表面および下地基板との界面付近の酸化層によ
り、Ｃｒがイオン化しゃずくなっているためである。第
１工程の終了は、Ｃイオン強度２７の１−１．における
２番目のピークまたはＳ　イオン強度２８の１＝１．に
おける立ちトがりを２次イオン検出器８および演算部９
によって検出することにより決定される。あるいはパタ
ーン膜厚の決まった試料に対して、予めＬｌの値あるい
はＣイオン強度２７の２番目のピークを迎えるまでの繰
り返し走査回数を演算部９に人力してお（という方法も
ある。これらの方法によってパターン膜の大部分を第１
工程において除去することができるが、ここまでは従来
と全く同し除去方法であり、イオン注入層は残っている
。

第１工程の終了と同時に、第２工程が始まり、演算部９
から走査制御部またはブランキング制御部に、走査方法
切り換えが指示される。

また、ここではエンチングガスの吹きつけも、第２工程
の始まりと同時に演算部９より指示されるものとする。

次に第２工程の集束イオンビーム走査方法の一実施例で
あるスキ、ブスキャン方法について第８図に基づいて説
明する。図（Ａ）において、イオンビーム走査範囲２０
は第３図に示したものと同等であり、ａ、、ａ２、　ａ
ｌ＋　ａ　ｉ＋１＋’−”’ａ　ｋ＋　ｂ　Ｉ＋　ｂ　
２．’−’−’。

ｂ　４．　ｂ　＋＋１．””’ｂ　ｋ、ＣＩ＋　０２．
Ｃｒ−Ｃ；＋＋１”−”ｃ　ｋ＋　ｄｌ＋ｄ２．　ｄｌ
、ｄ、、ｌ、　ｄＫはそれぞれ集束イオンビームを照射
するスポ・ノドの順番を示している。この走査方法は、
走査範囲境界２０の内部を一定の数のスボノ１−２１を
含むブロック２つに区分し、まずブロック内の各スポッ
トにスポット・ナンバーを与え（図（Ａ）においては、
ａ、ｂ、ｃ、ｄである）、かつブロックに対してもブロ
ック・ナンバーを与え（図（Ａ）においてはａ、　　ｂ
、　　ｃ、　　ｄの添字ｉである）、ブロック内の同し
スポットナンバーをもつスポットばかりをプロソクナン
ハーの順に走査していき、１フレーム終了したら、最初
のブロック内の次のスポットナンバーをもつスポ・ノド
ばかりをプロソクナンハーの順に走査していくという方
法であり、スキップスキャン方法と呼ぶことにする。こ
の第８図（Ａ）のスキップスキャンを行うための走査電
極１２のＸ、　　Ｙ方向の電圧波形を第９図の２２．２
３に示す。図中に付した番号は、第８図（Ａ）のスポソ
トナンハーと対応しており、Ｘ方向にはブロック毎に階
段状の電圧波形、Ｙ方向にはブロックで構成された列毎
に階段状の電圧波形であり、それぞれ段違いの成分を持
っている。また、第１０図には、第８図（Ａ）に示され
るスキップスキャンによる集束イオンビーム照射強度分
布を示す。

一つのスポツｌ□における強度分布２４は一般にガウス
分布をなしており、第１Ｏ図（Ａ）のように、集束イオ
ンビームの走査はまずａ　ｌ＋　ａ　２．　ａ　３．’
−”ａ　＋なる１つ飛びのスポットをスキップしながら
行われるので、強度分布の重なりは従来方法を示す第５
図（Ｂ）の場合と比べてはるかに小さくなる。そして、
この同しライン」二を、集束イオンビームがす、、　ｂ
　２．　ｂ　３．ｂ、のように１つ飛びのスポットをス
キップしながら走査されるので、全体としての強度分布
は従来方法を示す第５図（Ｂ）の場合と同じであり、精
度の良い加工が可能になる。

なお、スキップスキャン方法におけるブロックサイズ（
ブロック内のスポットの数）は、２×２による実施例に
ついて説明したが、例えば３×３のサイズであっても良
い。この場合、走査範囲のブロック区分は第８図（Ｂ）
のようになる。第１０図（八）による２×２ザイスの場
合の集束イオンビームの照射強度分布の重なりが問題と
なる場合は、ブロックサイズを第８図（Ｂ）のように３
×３にしたり、あるいはもっと大きくすれば良い。

次に第２工程におけるバクーン膜除去の様子を第１図に
模式的に示す。

（Ａ）〜（Ｅ）は、第８図（Ｂ）によるブロックサイズ
３×３のスギノブスキャンによって集束イオンビーム４
がエツチングガス１６の付着しているパターンＩＩ！１
Ｉ２４Ｊ−を走査されている様子であり、第１図（酎で
は、集束イオンビーム４がａｌ＋　ａ２＋”３の順でス
ポットに照射され、エツチングガスの化学反応による効
果を利用してイオン注入層を残すことなく、第１図（Ｂ
）に示されるようにきれいに工７チングされる。集束イ
オンビーム４は、その後、ａ　４．　ａ　＝、、””’
ａ　ｑの順でスポットに照射され、その間に第１図（Ｃ
）に示すように、エツチングガス１６が付着し、そして
再び第１図（Ｄ）に示すように集束イオンビーム４がｂ
ｌ、ｂ２．ｂ３の順でスポットに照射され、きれいなエ
ツチングを行い、集束イオンビーム４がスポツ１−　ｂ
　、、　ｂ　、、、−ｂイを廻る間に、十分な量のエツ
チングガス１６がイ」着し、第１図（Ｅ）に示すように
集束イオンビーム４がＣ，、Ｃ２、Ｃ３の順でスポット
に照射され、以下同様のことを繰り返していく。このよ
うにして、集束イオンビーム４の照射されるスポツＩ・
は、化学反応による効果を引き出すのに必要かつ十分な
量のエツチングガスが常に供給された状態となる。しか
しながらスキップスキャン方法において、集束イオンビ
ームの照射が一つのスポットから、相隣るスポットに移
るまでの時間が短い場合もある。このような場合は、ブ
ランキングによって積極的に、エツチングガスが付着す
るまでの時間を設けることができる。例えばブロックか
ら相隣るブロックに集束イオンビームが移動する際にブ
ランキングを行い（ブロック・ブランキング）あるいは
１フレームの最後のブロックから最初のブロックに戻−
２０＝ってくる間にブランキングを行う　（フレーム・ブラン
キング）など行って、集束イオンビームがあるスポツＩ
・から相隣るスポットに移る時間（スポラ１−ブランキ
ング時間）を大きくすることもできる。これらブロック
ブランキング時間、フレームブランキング時間の他に、
デユアリング時間（集束イオンビームが一つのスポット
上に停止している時間）、ブロックサイズ、第２工程の
開始点。

終了点などのパラメータの設定はエツチングガスによる
化学反応の効果を最大に引き出し、なおかつパターン膜
除去加工の所用時間と、装置に導入するエツチングガス
の量が最小になるように決めれば、パターン膜除去部の
光透過率の向上、スルーブツト向上、装置内のイオン源
、２次イオン検出器、真空ポンプなどの保護に効果があ
る。なおエツチングガスは、Ｃ１，２，ＳｉＣＥ　１．
　ＢＣ１２３，ＸｅＦ２などのハロゲン系ガスである。

また、液体金属イオン源にＧａを用いた装置において、
パターン膜除去加工中に四重極マスフィルターなどで残
留ガス分析を行った結果、ＧａＣＩ２．などが検出され
ているが、これはエツチングガスによる化学反応の効果
でイオン注入層のＧａと、エツチングガスの成分である
Ｃｉとが、集束イオンビームの照射下で反応しＧａＣｉ
３となってガス化したことと推定される。

また他に、パターン膜除去部分をオージェ電子分光（Ａ
ＥＳ）などで分析すると、従来の方法に比べてＧａの成
分は数％程度であり、イオン注入層をほとんど残さずに
パターン膜の除去が行われていることがわかる。

次に本発明の実施例の効果を第１１０に示したグラフに
より説明する。

グラフ（Ａ）はパターン膜除去部の加工後の光透過率、
グラフ（Ｂ）はエツチング深さであり、曲線３０は従来
方法でエツチングガスを用いない場合、曲線３１は従来
方法でエツチングガスを用いた場合、曲線３２は本発明
の実施例の場合であり、比較のため時刻１＝１．までは
、すべて同一の条件でエツチングガスのない従来の方法
に従っており、時刻ｔ、からｔ２において、エツチング
ガスの吹きつり、あるいは走査方法の切り換えを行って
いる。

なお、時刻１．．１２は、第７図のものと同一である。

グラフ（Ａ）より光透過率は従来方法で、エツチングガ
スの無い場合約′７５％、エツチングガスが有る場合約
８５％であり、本発明の実施例のとおりエツチングガス
が有り、かつスキップスキャンを行った場合は１００％
に達する。グラフ（Ｂ）より、エツチング速度は、従来
方法のエツチングガスの無い場合よりも工、チングガス
の有る場合のほうが増速しているが、本発明の実施例で
はエツチングガスによる増速の効果よりも、スキ、ブス
キャン方法による従来の走査方法からの遅れの効果が大
きく、結果としては従来方法よりも減速されている。し
かし、このことは時刻ｔ２の加工終了点を２次イオンの
強度変化などで行う場合に、精度良く決定することがで
き、オーバーエツチングの防止に効果がある。実際に、
第２工程にかりる時間１２−１．は、第１工程の所用時
間ｔ１に比べて十分Ｇご小さいので、第２工程でエツチ
ング速度が多少減少したとしても、スループットにはほ
とんと影響しない。但し、パターン膜除去工程のず−２
３＝べてを第２工程のみで行った場合は、減速の効果から、
加工時間は増加し、装置に導入するエツチングガスの量
も増加するので望ましくない。本発明において、パター
ン膜除去工程を二つの工程に分離した理由はここにある
。すなわち、第１工程においては、化学反応の効果より
もスルーブソＩ・を優先し、第２工程においては、短い
時間の間にエツチングガスを吹きつけて、装置に導入す
るエツチングガスの量を最小にしながら、化学反応の効
果を最大に引き出すことにより、全体として最小限の加
工時間および最小のエツチングガス量で、イオン注入層
を残さず、光透過率は１００％に達することができる。

次に、第２工程の集束イオンビーム走査方法の他の実施
例を第３図に基づいて説明すると、第３図に示される従
来方法と同様の走査順序に従って集束イオンビームによ
る繰り返し走査において、相隣るスポットにビームが移
動するときにブランキングを行うことによって、相隣る
スポットにエツチングガスが必要かつ十分量付着するま
での時間を設けることにより、化学反応の効果を引き出
すものであり、従来方法にほんの僅かな改良を行うだけ
で、従来の問題点を解決することができる。

本発明の更に他の実施例では、エツチングガスを第１］
二程の最初から吹きつけることを特徴とする。この方法
は、面積の小さい除去部分や、バクーンｌｌ！Ｊ厚の薄
い除去部分に有効であり、短時間で終了する加工におい
ては、エツチングガスを第１工程の最初から吹きつりる
ことにより、２次イオン検出器による２次イオン強度の
ピークの検出力らガス銃のバルブ操作までの系の遅れな
どを考慮する必要がなくなる。また、もし装置に導入す
るエツチングガスが腐蝕性のないようなものであるか、
あるいは、腐蝕対策の講しられた装置で導入するエツチ
ングガスの量を多（でも構わない場合は、面積の大きい
除去部分に対しても第１１図（Ｂ）で述べたように、従
来方法と同し走査方法でエツチングガスを吹きつけた場
合の増速の効果により、力Ｕ工の所用時間を短くするこ
とができる。

さらにもう一つ本発明の詳細な説明する。この実施例で
は、第２工程の集束イオンビームの走査方法において、
例えばスキップスキャン方法ではブロックブランキング
時間やフレームブランキング時間など、従来の走査方法
にブランキングを加えた方法では、そのブランキング時
間を除去部分の面積に応じて変えるという方法であり、
除去部分の面積が小さくなると、その分相隣るスポット
に集束イオンビームが照射されるまでの時間が短くなり
、エツチングガスが十分に付着しないまま集束イオンビ
ームが照射されてしまうことが起こり得る。この実施例
では、各種ブランキング時間を面積に応じて変えること
により上記の問題点を解決している。

最後にもう一つ本発明の実施例を第１２図および第１３
図に基づいて説明する。第１２図は、集束レンズ２また
ば対物レンズ３の電圧を変えることによって集束イオン
ビームをデフォーカスしたときの強度分布３４であり、
通常の強度分布３３に比べてなだらかな形のガウス分布
となる。パターン膜除去工程の第２工程をこのようなデ
フォーカスビームで行った様子を模式的に第１３図に示
す。（八）〜（Ｅ）は、第３図の集束イオンビーム走査
範囲中のスポノｌ−１〜５に順々にデフォーカスビーム
３５が走査されている様子を示している。（八）はエツ
チングガス１６が付着しているパターン膜２４のスポノ
ｌ−１にデフォーカスビームが照射されている図である
。

デフォーカスの効果により照射強度が小さくなっている
分、１回の照射で未反応のエツチングガス３６が残り、
（Ｂ）に示されるように、相隣るスポット２にデフォー
カスヒームを照射すると、照射分布の重なり２５のため
、２回の照射で未反応のエツチングガス３７が残り、こ
れらの残ったエツチングガスが照射分布の重なり２５に
あるため、イオン注入層を形成セずに（Ｃ）　、　（Ｄ
）　、　（Ｅ）とパターン膜除去が進行する。一般にデ
フソーカスビームによる加工は精度が悪くなるが、本発
明の実施例では、第２工程にのみデフソーカスビームを
用いるので、精度は問題にならない。

（発明の効果〕本発明によれば、集束イオンビームによるフォー２７　
＝Ｉ・マスクあるいはレチクル上のパターン膜除去加工に
おいて、パターン膜除去部にイオン注入層を残さずに除
去加工を行うことが可能であり、光透過率の向上に効果
がある。

また本発明によれば、最小限の加工時間で最小限のエツ
チングガスを使用しながら、エツチングガスによる化学
反応の効果を最大限に引き出すことが可能であり、単に
フォトマスク、レチクルに限らず、集束イオンビームに
よるＩＣやＬＳＩなどの微細加工においても応用が可能
であり、更にカーボン系のガスやタングステン系のガス
を用いた集束イオンビームによるデポジションにおいて
も、化学反応の効果を最大限に引き出さなければならな
いという全く同し理由から応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるパターン膜除去の第２工
程を模式的に表した図、第２図はパターン膜除去装置の
基本構成図、第３図は従来の集束イオンビームの走査順
序を示す図、第４図は第３図の走査順序をならしめるた
めに走査電極のＸ２Ｙ方向に印加する電圧波形を示す図
、第５図（八）。（Ｂ）はそれぞれ大視野、小視野のイメージングにおけ
る第３図Ｐ、Ｐ’断面の集束イオンビーム照射強度分布
図、第６図は従来の方法によるパターン膜除去工程を模
式的に表した図、第７図はパターン膜除去工程中の２次
イオン強度変化を示す図、第８図（Ａ）　、　（Ｂ）は
それぞれブロックサイズが２×２．３Ｘ３である本発明
の実施例のスキップスキャン方法を示す図、第９図は第
８図（八）の走査順序をならしめるために走査電極のＸ
、Ｙ方向に印加する電圧波形を示す図、第１０図は第８
図（Ａ）の走査順序における第８図（Ａ）Ｐ、Ｐ’断面
の集束イオンビーム照射強度分布図、第１１図は本発明
の実施例と従来方法によるパターン膜除去部の光透過率
とエツチング深さの経時変化を示す図、第１２図は集束
イオンビームとデフォーカスビームの強度分布図、第１
３図は本発明の他の実施例によるパターン膜除去の第２
工程を模式的に表した図であ１・・・イオン源４・　・集束イオンビーム１６・・・エツチングガス２１・・・スポット２４・　・　パターン膜２６・・・イオン注入層２９・・　ブロック以上出願人　セイコー電子工業株式会社代理人　弁理士　　林　　　敬　之　助＝７″Ｖく　　　　　　　ｍ〇−−− 一ノ′　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−ノ
（％）卑瞥■下　　　　　　　　ぐ源反Ｖ丁×　　　　
　　　　　　Σ ＣＬ　　　　　　　　　　　　　　ＣＬ＜　　　　　　
　　ＣＯＯ＼ノ　　　　　　　　　　　　−ノ　　　　　　　　　
　　　　　　＼ノ０１」手続補正書（自発）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）イオン源と、イオン源より発生したイオンビーム
を集束するための静電レンズと、集束イオンビームを走
査するための走査電極と、試料上にエッチングガスを吹
きつけるためのガス銃と、試料より放出される２次荷電
粒子の検出器と、検出器の出力に応じて前記試料上のパ
ターンを表示する画像表示装置からなるパターン膜除去
装置において、パターン膜除去の全工程を前記集束イオンビームの走査
方法を切り換えることによって二つの工程に分離し、第
１工程においては、相隣るスポットに順々に集束イオン
ビームを走査し、第２工程においては、相隣りあわない
スポットに次々に集束イオンビームを走査し、更にパタ
ーン膜除去工程の途中からエッチングガスの吹きつけを
行うことを特徴とするパターン膜除去方法。
（２）共通部分（（１）のカッコ内）、第２工程におい
ては、相隣るスポットに移る間に一定のブランキング時
間を設けつつ順々に集束イオンビームを走査し、更にパ
ターン膜除去工程の途中からエッチングガスの吹きつけ
を行うことを特徴とするパターン膜除去方法。
（３）共通部分、第２工程においては、相隣りあわない
スポットに次々に集束イオンビームを走査し、更にパタ
ーン膜除去工程の最初からエッチングガスの吹きつけを
行うことを特徴とするパターン膜除去方法。
（４）共通部分、第２工程においては、相隣るスポット
に移る間に一定のブランキング時間を設けつつ順々に集
束イオンビームを走査し、更にパターン膜除去工程の最
初からエッチングガスの吹きつけを行うことを特徴とす
るパターン膜除去方法。
（５）上記相隣り合わないスポット間の距離が集束イオ
ンビーム径以上離れていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第３項記載のパターン膜除去方法。