JP3041174B2 - 電子線描画装置のパターン修正装置におけるパターン修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パターンの修正に際
し、荷電粒子線の軌道のドリフト量の検出の基準となる
基準点の参照時の不具合を解消する電子線描画装置のパ
ターン修正装置におけるパターン修正方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来技術について、電子線描画装置のパ
ターン修正装置におけるパターン修正の工程を、ガラス
マスクの製作行程をも含め以下に説明する。図５は、マ
スクパターンの全体概略図と、そのパターン部を拡大し
て示す。

【０００３】石英ガラス基板上に遮光材としてクロムを
主成分とする金属薄膜をスパッタリングなどによりマス
ク１９を形成する。マスク１９上に、ＥＢレジストを均
一に塗布、乾燥し、ＥＢ描画装置によりパターンデータ
に従ってパターンを描画する。

【０００４】描画されたものは、現像されレジストにて
パターン形成された後に、これをマスクとして金属薄膜
のエッチング処理を行う。金属薄膜にてパターンが形成
された後にレジスト膜を剥離し、洗浄後に長寸法、単寸
法精度およびパターンの欠陥形状検査、外観検査が行わ
れる。これらの測定および検査に合格したもののみがウ
ェハー露光のためにステッパーにかけられる。

【０００５】図上、拡大して示すメインパターン部２０
は、ガラス基板７上にＣｒ膜からなるパターン５が形成
され、その一部に欠陥部２が生じていることを示す。こ
のようなパターン欠陥部２の存在は、パターンの欠陥形
状検査のよって検出され、金属薄膜によって修正され
る。

【０００６】従来、欠陥の修正は、レジストプロセスを
用いたリフトオフ法、レーザー光線により加工を行うレ
ーザーリペア、そして集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用
いて行うＦＩＢ修正の３つに大別される。

【０００７】ＦＩＢ修正においては、イオンビームを使
用して、エッチングによるパターンの除去、デポジショ
ンガスを吹き付けイオンビームの照射された部分のみに
選択的に遮光膜を形成するパターン形成の２種の加工に
より欠陥部分の修正を行っている。

【０００８】一般に知られている、例えば、文献（特開
昭５８−５６３３２号、特開昭６１−１１７５４６号、
特開昭６１−１２３８４３号）に開示されているＦＩＢ
修正装置の概略図を図６に示す。

【０００９】ステージ１８上に載置されたガラス基板７
上のパターンに必要な修正を施す場合、イオン源１１か
ら照射されたイオンビーム６はリミッティング アパー
チャ１２を通って前記ガラス基板７上のパターンに集束
され、パターンの除去又は形成が行われる。この時のイ
オンビームの集束位置は、偏向器１４によってイオンビ
ームの軌道を偏向させることによって、任意に変更でき
る。

【００１０】ガス銃１５は、パターン材となるＣｒ膜上
に遮光膜としての保護膜を形成する際にガスを発生する
ために設けられる。Ｃｒ２次イオン検出器は、荷電粒子
線の走査時に保護膜以外のＣｒ膜からの二次イオンを検
出する。Ｓｉ二次イオン検出器は、保護膜に設けられた
基準点となる貫通孔の下地材となるガラス基板からのＳ
ｉイオンを検出する。

【００１１】上記従来のＦＩＢ修正装置を用いたパター
ン修正は、概略以下のように行われる。図７は、図５に
示すメインパターン部２０の一部を抽出して示す図であ
る。Ｃｒ膜よりなるパターン部材５に生じた欠陥部２を
修正するのに、イオンビームをこの欠陥部２に照射し、
ガス銃１５からのガスの吹き付けによって、欠陥部２を
覆って修正用カーボン膜１を形成する。

【００１２】しかしながら、このイオンビームの使用は
ビームドリフトの発生や、ビームの安定性を欠くことが
しばしばある。このイオンビームの軌道の変動を補正す
る手段として、基準点からのビームの位置を検出し、そ
の時のドリフト量だけビームの軌道の変動を補正する。
この補正手段は例えば文献（特開平１−３０９２４５
号）で知られているように、ビームのドリフト量の検出
のための基準点とするため、欠陥部２の近傍にあるパタ
ーン部材５にイオンビームにより基準点３となる孔を開
ける。この孔は、通常パターン部材を突き抜けガラス基
板に到達するよう貫通される。

【００１３】この基準点３を基準として欠陥部２の周囲
に修正領域１を設定し、欠陥部２の修正を開始する。修
正の途中でイオンビームの軌道に変動があったか否かを
確認するため基準点３を中心とする参照走査領域４を一
定間隔でイオンビームの走査を行い、基準点３が参照走
査領域４の中心にあるか否かを確認する。

【００１４】図８は、前記パターン部材５における基準
点３と参照走査領域４を拡大して示す平面図であり、図
９は、そのＡ−Ａ線矢視断面図である。参照走査領域４
を一定間隔でイオンビームの走査を行えば、基準点３に
ある孔部からのみ、図１０に示すような、ガラス基板か
らの急俊なＳｉの二次イオンが得られ基準点の位置が確
認できる。

【００１５】基準点３が参照走査領域４の中心になけれ
ば、そのずれに相当する分をドリフト補正量として補正
する。この補正動作を修正処理中にドリフト補正の必要
性の有無を確認するため、一定の時間間隔で繰り返し行
う。

【００１６】しかしながら、上述した従来のパターン修
正処理には以下に述べる問題点が指摘されていた。即
ち、基準点３の位置を確認するために、基準点３の近傍
の参照走査領域４を数回ずつ、一定間隔で繰り返し走査
するために図５に示す参照走査領域４のＣｒの膜厚は、
極度に薄くなる。このため、走査回数の多い場合はウエ
ハーへの転写の際に光漏れを起こし、ウエハー上に新た
な欠陥を形成してしまう虞れがあった。

【００１７】図１１および図１２は、従来のパターン部
材５に欠陥部２が検出された場合に、修正カーボン膜１
による欠陥部２の修正は行われても、参照走査領域４
の、荷電粒子線の走査の結果によるＣｒ膜の薄膜化によ
り、修正後の転写パターン２１には新たな欠陥部２３が
生ずることがある例を図示している。

【００１８】また、現状問題となっていない基準点３そ
のものも、将来にわたりウェハーへの転写限界（レジス
トの解像度）が向上するのに伴い、ウェハー上にパター
ンとして、図１２に参照番号２２で示すように転写され
てしまうことになり、基準点そのものが新たな欠陥とな
ってしまうことが懸念されている。

【００１９】このため、基準点参照時の走査回数の総数
を制限する方法も採られているが、基準点の確認ができ
にくい場合、修正の途中で制限値に達してしまい、本来
の補正ができない場合が生ずる。

【００２０】更に、欠陥部の近傍に基準点３となる孔を
設けるためのＣｒ膜よりなるパターン部材５がない場合
は上述した修正方法は用いられない。更に、上述した修
正方法において、基準点３にある孔から得られる基準信
号となるＳｉの二次イオンは質量がＣｒに比べ軽く、図
１３に示すようにＳｉに近い質量の異物８が基準点３の
近傍に存在すると、図１４に示すような異物８による二
次イオンが基準点３以外の位置９でも検出されてしま
い、正しい基準点３の位置の判別ができなくなる。この
ように、Ｓｉに近い質量の他の二次イオンを誤って検出
し易く、基準信号としては不安定な信号であるという問
題があった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点を解決するため、荷電粒子線のドリフト量を検出する
ための基準位置となる貫通孔を、修正すべき部分の近傍
の同一パターン部材上にパターン部材とは別の、下地材
を保護する保護膜に設け、荷電粒子線の複数回の走査に
よっても、パターン部材に障害を与えることなく、ウェ
ハーへの転写の際に、新たな欠陥を生ずることのない電
子線描画装置のパターン修正装置におけるパターン修正
方法を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明の電子線描画装
置のパターン修正装置におけるパターン修正方法は、上
記目的を達成するため、ガラス基板上に形成された金属
薄膜上に塗布されたレジストに、描画されたパターンの
修正を行うために、荷電粒子線を集束するよう照射する
荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源からの荷電粒子線
を、修正されるべきパターンに対応して偏向する偏向器
と、前記基板上に保護膜を形成するためにガスを発生す
るガス発生手段と、前記保護膜に設けられ、走査領域の
基準点となる貫通孔からのみ、前記荷電粒子線の走査時
に二次イオンを検出する二次イオン検出器と、前記荷電
粒子線の集束位置の変動を補正する手段と、よりなる電
子線描画装置のパターン修正装置において、修正すべき
パターン部の位置情報を受け、パターン修正範囲を指定
する工程と、前記パターン修正範囲の近傍の同一パター
ン部材上に、荷電粒子線の参照走査領域の基準点を設定
する工程と、前記参照走査領域以上の範囲の領域に、そ
の下地材を保護する、下地材と異なる材質の保護膜を形
成する工程と、前記基準点の位置において、前記保護膜
に前記荷電粒子線のドリフト量を検出するための基準位
置となり、前記保護膜のみを貫通する貫通孔を設ける工
程と、前記参照走査領域に荷電粒子線の走査し、前記貫
通孔からのみ放出される、その下地材からの二次イオン
信号を検出し、前記基準位置を確認する工程と、前記基
準位置に相当する前記貫通孔の位置から前記パターン修
正範囲の該当修正箇所までの相対距離を算出しながら、
前記荷電粒子線の照射による前記パターンの修正動作を
行う過程において、再度、前記参照走査領域に荷電粒子
線を走査し、検出された前記貫通孔の位置に相当する基
準位置から、前記荷電粒子の軌道の変動を検知したと
き、そのドリフト量に相当する照射位置の補正を行う工
程と、より構成される。

【００２３】

【作用】パターン修正範囲の近傍に荷電粒子線の参照走
査領域の基準点を設定し、前記参照走査領域以上の範囲
の領域に、その下地材を保護する保護膜を形成する。前
記基準点の位置において、前記保護膜に前記荷電粒子線
のドリフト量を検出するための基準位置となる、この保
護膜のみを貫通する貫通孔を設け、前記参照走査領域に
荷電粒子線の走査し、前記貫通孔からのみ放出される、
その下地材となるＣｒ膜からのみの二次イオン信号を検
出し、前記基準位置を確認する。

【００２４】前記基準位置に相当する前記貫通孔の位置
から前記パターン修正範囲の該当修正箇所までの相対距
離を算出しながら、前記荷電粒子線の照射による前記パ
ターンの修正動作を行う過程において、再度、前記参照
走査領域に荷電粒子線を走査し、検出された前記貫通孔
の位置に相当する基準位置から、前記荷電粒子の軌道の
変動を検知したとき、そのドリフト量に相当する照射位
置の補正を行う。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。本発明の具体的な一実施例をイオンビ
ーム（ＦＩＢ）によるパターン修正方法を例にとり、説
明する。

【００２６】マスク欠陥検査装置によるパターン検査に
より、パターン上の欠陥が検出されると、磁気カードあ
るいはコンピューター間の通信ネットワークを通じて欠
陥情報が検査装置よりＦＩＢパターン修正装置に送られ
てくる。

【００２７】ＦＩＢパターン修正装置では、この情報に
基づいてステージ上に載置された被修正マスクのパター
ンの個々の欠陥部を荷電粒子線の当たる位置に順次移動
させ修正を行う。

【００２８】本発明の具体的な修正方法について、図１
および図２を参照して説明する。図１において、修正位
置認識に先だって欠陥部２の生じたパターン部材５と同
一パターン部材上に基準点３を設定し、設定された基準
点を中心として、基準点確認のための参照走査範囲と同
じか、それ以上のエリアを荷電粒子の走査による基準孔
３の参照走査領域４とする。

【００２９】この参照走査範囲４を含みパターン部材５
上に保護膜１０が形成される。この保護膜１０の厚さ
は、予想される基準点走査回数によっても下地材料が露
出しないだけの膜厚に設定される。通常の白系欠陥（Ｃ
ｒが欠落している欠陥）修正に用いるピレンガスによる
カーボン堆積膜では、膜厚数１００オングストロームで
十分な下地の保護が可能である。ここで下地材とは、パ
ターン部材５となるＣｒ膜及びガラス部材７を指す。

【００３０】形成された保護膜１０に基準点３となる孔
を、この保護膜１０のみを貫通して開け、この孔を中心
として設定される基準点参照のための参照走査範囲４を
イオンビームが走査する。その結果、基準点３にて得ら
れる下地材、即ちパターン部材５からの２次イオン信号
を検出して基準点３の位置を確認する。

【００３１】基準点３の認識後に、欠陥修正領域１の位
置と基準点３との相対距離を算出し、記憶させる。ピレ
ンガスをノズルから出しながらイオンビームを修正範囲
１の範囲を走査し、ビームの照射された部分のみ選択的
にカーボン堆積膜を形成し、欠陥部２の修正を行う。

【００３２】修正を開始し、一定時間経過後、ビームの
軌道がずれているか否かを検知するため、再び、参照走
査範囲４をビーム走査し、基準点３を探す。参照走査範
囲４の中に基準点３が存在していれば、認識された基準
孔３の位置から修正領域１の相対位置を算出し、改めて
算出された位置にある修正領域１修正箇所の修正のため
のビーム走査を再開する。このとき、参照走査範囲４の
中心に対して基準点３の位置が中心になければ、中心か
らのずれ量だけ修正範囲１をシフトさせる。

【００３３】また、参照走査範囲４に基準点３が存在し
ないときはビームの軌道のずれがドラフト量を検出でき
ないほどに大幅であり、補正ができないときには、当初
の参照範囲４の基準点３を再度探してビーム走査を再開
する。

【００３４】このようなビーム走査の繰り返しによっ
て、欠陥部２の修正が完了するまで、（カーボン堆積膜
が所定の膜厚に達するまで）、ビームの軌道の位置補正
をしながら修正を行う。

【００３５】前記保護膜１０は、修正時のビーム走査に
よる基準点３の参照が終了し、修正が完了した時点で、
レーザーリペアにより容易に除去することができる。図
３及び図４は、従来の図１１及び図１２と対比して示
す、本発明の修正後の転写パターンが欠陥なく得られる
ことを示す図である。

【００３６】このように、パターン部材５上にパターン
部材と異なる材質の保護膜１０を設け、この保護膜１０
にのみ基準点となる貫通孔３を設け、参照走査領域４を
荷電粒子線が走査したとき、保護膜１０の下地材である
パターン部材（Ｃｒ膜）からのＣｒ二次イオンを前記貫
通孔３から検出することによって、基準点を確認する。
このようにして、複数回の荷電粒子線の走査にも拘ら
ず、パターン部材の薄膜化を防ぐことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の電子線
描画装置のパターン修正装置におけるパターン修正方法
によれば、下地材となるパターン部材およびガラス基板
上に、この下地材料と異なる保護膜を設け、その保護膜
のみに基準点となる貫通孔をあけ、この貫通孔からのみ
得られる下地材からの二次イオンを検出することにより
基準点を確認して、荷電粒子線のドリフト量を補正し、
そのことによって、転写時の不具合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の修正方法を説明するためのパターン部
材上の欠陥部２と、基準点３との位置関係を示す部分的
平面図。

【図２】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図。

【図３】本発明のパターン部材に設けられた保護膜１０
上の参照走査領域４及び欠陥部２を示す平面図。

【図４】図３のＥ−Ｅ線矢視断面図及び、参照走査領域
４の部分の転写後のパターン部材５に影響のないことを
説明する概念図。

【図５】マスクパターンの全体概略図。

【図６】従来のＦＩＢマスク修正装置の構成を示す概略
図。

【図７】図５に示すメインパターン部の一部を抽出して
示す図。

【図８】図７に示すパターン部材５における基準点３と
参照走査領域４を拡大して示す平面図。

【図９】図８のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図１０】図８に示す基準点３にある孔部から得られる
Ｓｉ二次イオン波形を示す図。

【図１１】従来のパターン部材５に設けれた参照走査領
域４及び欠陥部２を示す平面図。

【図１２】図１１のＡ−Ａ線矢視断面図及び、参照走査
領域４の部分の転写後のパターン部材５に影響のある場
合を説明する概念図。

【図１３】従来の基準点の近傍にＳｉに近い異物がある
場合の影響を説明するため、参照走査領域部分を平面的
に示す概念図。

【図１４】図１３に示す異物がある場合に、基準点以外
からも二次イオンが検出されてしまう例を示す図。

【符号の説明】 １…修正カーボン膜、２…欠陥部分、３…基準点、４…
参照走査領域、５…パターン部材、６…イオンビーム、
７…ガラス基板、８…異物、９…異物による疑似イオン
が発生する位置、１０…保護膜

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホトマスクパターン修正装置を用いてガラ
   ス基板上に形成された薄膜上のレジストに形成されたパ
   ターンを修正する電子線描画装置のパターン修正装置に
   おけるパタ−ン修正方法であって、修正すべきパターン
   の位置情報を受け、パターン修正範囲を指定する工程
   と、 前記パターン修正範囲の近傍の走査領域に基準点を設定
   する工程と、 前記走査領域よりも広い領域に、前記ガラス基板と前記
   薄膜を保護するため、前記ガラス基板と前記薄膜の夫々
   の材料と異なる材料によって形成されている保護膜を形
   成する工程と、 前記パターン修正装置の荷電粒子ビーム源から放出され
   た前記荷電粒子ビームのドラフト量を検出するための基
   準位置と成り、前記保護膜のみを貫通する前記基準点に
   おいて、前記保護膜のみを貫通する貫通孔を設ける工程
   と、 前記走査領域に前記荷電粒子ビームを走査し、前記ガラ
   ス基板と前記薄膜からの二次イオン信号を前記貫通孔か
   らのみ検出し、前記基準位置を確認する工程と、 前記
   貫通孔と前記パターン修正範囲内の該当修正箇所との相
   対距離を算出しながら、再び、前記走査領域に前記荷電
   粒子ビームを走査し、前記基準位置から前記荷電粒子ビ
   ームの軌跡の変動を検出したとき、その変動のドラフト
   量に従って前記荷電粒子ビームの位置を修正する工程
   と、より成ることを特徴とする電子線描画装置のパター
   ン修正装置におけるパタ−ン修正方法。
2. 【請求項２】前記保護膜は、前記パターン部材および前
   記ガラス基板材と異なる材料よりなる。