JP2004318091A - Method eor correcting black defect of mask by applying electrochemical technique to afm - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a black defect correction technique which can cleanly correct black defect in fine patterns in black defect correction of a mask without causing the riverbed in black defect correction of the mask, does not exert damage by ion irradiation to the mask surface, is relatively simple in the device to be used without enlarging and enables the relatively simple conduction of the work, and to provide the device capable of executing such technique. <P>SOLUTION: The black defect correction technique of the mask comprises recognizing the position of a black defect section of the mask by an atomic force microscope (AFM), moving the probe of the AFM upward of the black defect position, and removing the black defect by electrochemical reaction in the state of interposing an electrolyte between the probe and the black defect section as both electrodes and further comprises confirming the removal of the black defect by the AFM. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体の製造に用いられるフォトマスクの黒欠陥を修正する方法およびそれを実行する装置、また、その装置に用いられるAFMプローブおよびその作製方法に関する。   The present invention relates to a method for correcting a black defect in a photomask used for manufacturing a semiconductor, an apparatus for executing the method, an AFM probe used for the apparatus, and a method for manufacturing the same.

パソコンや携帯電話といった最近の電子機器の小型高性能化を可能にしたのはLSIの高密度化、システム化によるところが大きい。僅か数ミリ四方の半導体チップに数百万個以上の素子が詰め込まれる状況中で回路パターンを描く線幅もミクロンからナノのオーダーになってきており、それを実現するためのリソグラフィの技術開発が繰り広げられている。今までのリソグラフィの主流は光リソグラフィ技術であったが、パターンの微細化に対応して使用する光の波長も極力短いものとし、短波長のレーザを用いて行なうことになるが、その加工も光学系やレジストの問題があって、光露光装置による微細化への対応はそろそろ限界というところにきている。そこで、光に代わって将来性を有望視されているのが電子ビームや極短紫外線を線源とする技術であり、これらの技術動向に伴い用いられるフォトマスクもパターンの細密化が進んでいる。このフォトマスク上に欠陥が存在すると、欠陥がウェハに転写されて歩留まりを減少する原因となるので、ウェハにマスクパターンを転写する前に欠陥検査装置によりフォトマスクの欠陥の有無や存在場所が調べられ、欠陥が存在する場合にはウェハへ転写する前に欠陥修正装置により欠陥修正処理が行われている。このマスクの欠陥修正もパターンの細密化に伴い緻密な加工が必要とされてきている。   Recent electronic devices such as personal computers and mobile phones have been made smaller and have higher performance largely due to higher density and systematization of LSIs. In the situation where millions of elements or more are packed in a semiconductor chip of only a few millimeters square, the line width for drawing circuit patterns is also on the order of microns to nanometers, and lithography technology development to realize that is required. It is unfolding. Until now, the mainstream of lithography was optical lithography technology.However, the wavelength of light used in response to miniaturization of patterns should be as short as possible, and laser processing with a short wavelength will be used. Due to the problems of optical systems and resists, the response to miniaturization by an optical exposure apparatus is reaching its limit. Therefore, technologies that use electron beams or ultra-short ultraviolet rays as the source of light are promising prospects for replacing light, and photomasks used with these technological trends are becoming finer in pattern. . If a defect is present on the photomask, the defect is transferred to the wafer and causes a decrease in yield. Therefore, before transferring the mask pattern to the wafer, the defect inspection device examines the presence / absence and location of the defect in the photomask. In the case where a defect exists, a defect correction process is performed by a defect correction device before transfer to a wafer. This mask defect correction also requires fine processing as the pattern becomes finer.

リソグラフィにおいて用いられる露光用マスクの欠陥修正は、レーザービームを用いた修正も行われてきたが、現在は加工精度や作業効率に優れた集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)装置のエッチング機能を利用した付着異物の除去(黒欠陥修正)とイオンビーム誘起デポジション機能を利用した欠落部付加加工(白欠陥修正)が主流となっている。従来用いられてきたフォトマスクは石英ガラス等のガラス上にクロムなどのバイナリマスク材料やMoSiONのようなハーフトーン型位相シフトマスク材料をスパッタにより堆積して遮光膜とし、マスクパターンを光の透過率の違いに変換したものであるが、最近では、より強い解像力向上と焦点深度改善効果をもつ、ガラスを逆位相になるまで掘り込んだレベンソン型の位相シフトマスクも実用に供され始めているところである。このような技術状況の中でイオンビームを照射して黒欠陥修正を行う際のリバーベッドの現象が一段と大きな問題となってきた。このリバーベッドとは欠陥の周縁部分にイオンビームを照射したとき欠陥部で反射されたイオンが散乱し、欠陥部周囲の基板をエッチングしてしまう現象である。また、イオンビームは光学系によって細く集束されているとはいえミクロ的には正規分布を持っておりこれも欠陥部周囲の基板をエッチングしてしまうリバーベッド現象の一因となっている。リバーベッドは高さの違いから透過光の位相を乱すため、転写結果に悪影響をもたらし、黒欠陥修正個所の加工品質を低下させる要因になっている。特に最近の縮小投影露光装置の光源の短波長化により、従来では問題にならない程度の深さのリバーベッドでも転写結果に影響するようになってきている。また、このFIBを用いたエッチングでは一旦スパッタ除去された素材がガラス基板に再付着してしまうという問題もあった。   Defect correction of exposure masks used in lithography has also been corrected using laser beams. Currently, however, the etching function of a focused ion beam (FIB) device with excellent processing accuracy and work efficiency has been developed. The mainstream is removal of attached foreign matter (correction of black defects) and addition of missing portions (correction of white defects) using an ion beam-induced deposition function. Conventionally used photomasks are a light shielding film by depositing a binary mask material such as chrome or a halftone phase shift mask material such as MoSiON on a glass such as quartz glass by sputtering, and the mask pattern is used as a light transmittance. In recent years, Levenson-type phase shift masks, which have been dug up to the opposite phase of the glass and have a stronger resolution and depth of focus, are beginning to be put to practical use. . In such a technical situation, the phenomenon of the riverbed at the time of performing the black defect correction by irradiating the ion beam has become a more serious problem. The riverbed is a phenomenon in which when an ion beam is irradiated to a peripheral portion of a defect, ions reflected by the defect are scattered and the substrate around the defect is etched. Further, although the ion beam is finely focused by the optical system, it has a microscopic normal distribution, which also contributes to the riverbed phenomenon that etches the substrate around the defect. Since the riverbed disturbs the phase of the transmitted light due to the difference in height, it adversely affects the transfer result and is a factor of deteriorating the processing quality at the black defect correcting portion. In particular, due to the shortening of the wavelength of the light source of the recent reduction projection exposure apparatus, even a riverbed having a depth that is not a problem in the past has affected the transfer result. Further, in the etching using the FIB, there is also a problem that the material once removed by sputtering is attached again to the glass substrate.

このリバーベッド等FIB加工の問題点を踏まえ、本出願人は先に特許文献1「マスクの黒欠陥修正方法」を提示した。これは第一段階でイオンビームのテール成分や小角度散乱されたイオンビームが周辺のガラス部に当たらないように認識した欠陥領域の内側のみに照射し、欠陥の縁部を残すようなエッチングを行い、第二段階で残した欠陥の縁部のみをガラス面の高さに固定したAFMの硬い探針で物理的に削るという二段階の修正手順を踏んで黒欠陥の修正を行うもので、イオンビームを用いた欠陥修正装置と原子間力顕微鏡(AFM)を組み合わせることで、実用的なスル−プットでリバーベッドも無い黒欠陥修正を可能にするものである。   In view of the problem of the FIB processing such as the riverbed, the present applicant has previously presented Patent Document 1 “Method of correcting black defect of mask”. This means that the tail component of the ion beam and the ion beam scattered at a small angle in the first stage are irradiated only to the inside of the defect area recognized so as not to hit the surrounding glass part, and etching to leave the edge of the defect is performed. Performing a two-step correction procedure of physically shaving only the edge of the defect left in the second step with a hard probe of an AFM fixed to the height of the glass surface to correct the black defect, By combining a defect repair apparatus using an ion beam with an atomic force microscope (AFM), it is possible to repair a black defect without a riverbed with a practical throughput.

しかし、この手法で欠陥修正を行うためには真空チャンバ内でFIB加工を行い、その後チャンバ外に出してAFMによる作業を行わなければならない。その作業は残された欠陥周縁部に探針位置を正確に位置決めし探針を走査駆動して機械的に削り取るという厄介な作業となってしまう問題があった。   However, in order to perform defect correction by this method, it is necessary to perform FIB processing in a vacuum chamber and then to take it out of the chamber and perform an AFM operation. This operation has a problem that it is a troublesome operation of accurately positioning the probe at the peripheral edge of the remaining defect, scanning the probe, and mechanically shaving the probe.

また、この手法で欠陥修正を行うためには残された欠陥周縁部に探針位置を正確に位置決めし機械的に削り取るという厄介な作業が必要となる。したがって、作業がかなり厄介となるという問題があった。また、欠陥部観察のためイオンビームを走査して二次荷電粒子象を得る際にマスク表面にダメージを与えてしまうという問題、イオンビーム照射によるチャージアップ現象のためFIBのドリフトが生じ位置決めが不正確になってしまうという問題もあった。   In addition, in order to perform defect correction by this method, it is necessary to perform a troublesome operation of accurately positioning the probe position on the peripheral edge of the remaining defect and mechanically shaving it. Therefore, there has been a problem that the work is considerably troublesome. In addition, there is a problem that the mask surface is damaged when an ion beam is scanned to obtain a secondary charged particle image for observing a defective portion, and a FIB drift occurs due to a charge-up phenomenon due to ion beam irradiation, resulting in a positioning failure. There was also the problem that it would be accurate.

そこで、本出願人はマスク欠陥部の材質としてはクロムのような導電性の物質であることから、これを電気化学的手法で除去することに想到し開発を進めている。電気化学的手法で欠陥素材を電解溶液中に溶かしてしまう反応は周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく、その反応速度も制御できることから、その点で求められる要件を満たすものであるが、問題は微細構造である欠陥部のみを除去する加工をこの手法で実現させることである。フォトマスクの現状から勘案すると十乃至数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。   Therefore, the present applicant has conceived of removing the mask defect portion by an electrochemical method since the material thereof is a conductive material such as chromium, and is proceeding with development. The reaction of dissolving the defect material in the electrolytic solution by the electrochemical method does not damage the surrounding glass substrate and can control the reaction rate, so it meets the requirements required in that respect, The problem is to realize a process for removing only a defective portion which is a microstructure by this method. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction.

さらに、この手法で欠陥修正を行うためには集束イオンビーム(FIB)装置とAFM双方の機能を必要とするため、装置が大型化するし被加工試料を両装置に受け渡して作業を行わなければならない。両機能を備えた複合装置でこれを行う場合にしても真空チャンバ内でFIB加工を行い、その後チャンバ外に出してAFMによる作業を行わなければならない。しかも、残された欠陥周縁部に探針位置を正確に位置決めし機械的に削り取るという厄介な作業となる。したがって、装置も作業も単純ではないという問題があった。また、欠陥部観察のためイオンビームを走査して二次荷電粒子象を得る際にマスク表面にダメージを与えてしまうという問題、イオンビーム照射によるチャージアップ現象のため位置決めが不正確になってしまうという問題もあった。   Further, in order to perform defect correction by this method, both functions of a focused ion beam (FIB) device and an AFM are required. Therefore, the size of the device needs to be increased, and the work must be performed by handing the sample to be processed to both devices. No. Even when this is performed by a combined device having both functions, the FIB processing must be performed in a vacuum chamber, and then, the FIB processing must be performed outside the chamber to perform an AFM operation. Moreover, it is a troublesome operation to accurately position the probe at the peripheral edge of the remaining defect and mechanically scrape it. Therefore, there was a problem that neither the device nor the operation was simple. In addition, the mask surface is damaged when the ion beam is scanned to obtain a secondary charged particle image for observing a defective portion, and the positioning becomes inaccurate due to a charge-up phenomenon caused by ion beam irradiation. There was also a problem.

そこで、本出願人は後述するようにマスク欠陥部の材質としてはクロムのような導電性の物質であることから、これを電気化学的手法で除去することに想到し開発を進めているところである。電気化学的手法で欠陥素材を電解溶液中に溶かしてしまう反応は周辺のガラス基板に損傷を与えることがないことから、その点で求められる要件を満たすものであるが、問題は微細構造である欠陥部のみを除去する加工をこの手法で実現させることである。フォトマスクの現状から勘案すると十乃至数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。また、この電気化学的反応による修正手法は、従来のFIB装置によるエッチング修正と比べ、加工時間が多く掛かってしまうという短所がある。   Therefore, the present applicant is working on conceiving that the material of the mask defect portion is a conductive material such as chromium, which will be removed by an electrochemical method, as will be described later. . The reaction of dissolving the defective material in the electrolytic solution by the electrochemical method does not damage the surrounding glass substrate, so it satisfies the requirements required in that respect, but the problem is the fine structure The purpose of this method is to remove only the defective portion. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction. In addition, this correction method using an electrochemical reaction has a disadvantage in that a longer processing time is required as compared with etching correction using a conventional FIB apparatus.

ところで、電気化学的手法を用いて微細な加工を実行する例としては特許文献2の技術があるが、この技術は電気化学的手法によって半導体のマスクパターンそのものを形成することを意図したものである。すなわち、被加工試料との間に生じる原子間力を検知することができる導電性探針を有する導電性カンチレバーと、該探針と被加工試料との間に原子間力によって生じた変位を検出する検出手段と、被加工試料上を走査するに際して該原子間力を一定量に保持するために探針と被加工試料との距離を一定に保持する制御手段と、被加工試料と該探針との間に電位を印加する手段とを備えた、原子間力検出手段を備えた装置を用いた微細加工方法であって、該被加工試料と探針との間に、水を含有する非極性溶媒を存在させた上で、該探針に電圧をかけることによって被加工試料に微細な加工を施す微細加工方法である。この文献は主として表面層を電気化学的反応により除去する加工法を用いるものが提示されているが、マスク全体にわたりこの手法によって不要領域を除去加工することは容易ではない。   By the way, as an example of performing fine processing using an electrochemical technique, there is a technique disclosed in Patent Document 2, but this technique is intended to form a semiconductor mask pattern itself by an electrochemical technique. . That is, a conductive cantilever having a conductive probe capable of detecting an atomic force generated between the sample and a workpiece, and a displacement generated by the atomic force between the probe and the sample to be processed are detected. Control means for maintaining a constant distance between the probe and the sample in order to maintain the atomic force at a constant level when scanning the sample to be processed; And a means for applying an electric potential between the sample and the probe, comprising a device having an atomic force detecting means, wherein a non-water-containing non- This is a fine processing method for performing fine processing on a sample to be processed by applying a voltage to the probe in the presence of a polar solvent. Although this document mainly discloses a method using a processing method for removing a surface layer by an electrochemical reaction, it is not easy to remove unnecessary regions over the entire mask by this method.

本発明はこの電気化学的加工機能を備えた原子間力顕微鏡(以下これを電気化学AFMという。)を用いて微細なパターン構造をもつ次世代のマスク欠陥を精度よく修正する技術を提示するものであるが、そのためには十乃至数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。局部的な反応を実現させるためには欠陥部に対向する電極の細さと両者間の距離と電荷量が重要な条件となる。そこで、電極としてプローブ顕微鏡の探針を用いるに際し、先端径を数乃至数十ナノメートルに尖らせ導電性とした探針を電極として用い、この細い電極を1乃至百ナノメートルの至近距離に位置決めすることで所望の局所的反応を実現することができる。しかし、探針先端径を1ナノメートルのオーダーまで加工し、しかも先端部のみ導電性の電極構造に作製することは容易ではない。   The present invention proposes a technique for accurately correcting a next-generation mask defect having a fine pattern structure using an atomic force microscope (hereinafter, referred to as an electrochemical AFM) having the electrochemical processing function. However, for that purpose, a local region of ten to several hundreds of nanometers must be specified to cause a reaction. In order to realize a local reaction, the fineness of the electrode facing the defect, the distance between the two, and the amount of charge are important conditions. Therefore, when using a probe of a probe microscope as an electrode, a conductive probe whose tip diameter is sharpened to several to several tens of nanometers is used as an electrode, and this thin electrode is positioned at a close distance of 1 to 100 nanometers. By doing so, a desired local reaction can be realized. However, it is not easy to process the tip diameter of the probe to the order of 1 nanometer and to form a conductive electrode structure only at the tip.

プローブ顕微鏡の一種である原子間力顕微鏡(AFM)を用いることで、欠陥位置を特定する観察画像も集束イオンビームを使用しないでも取得することができる。   By using an atomic force microscope (AFM), which is a kind of a probe microscope, an observation image specifying a defect position can be obtained without using a focused ion beam.

本発明はこの電気化学AFMを用いて好適なプローブの作製方法及びそれによって作られたプローブを提供するものである。電気化学的手法で欠陥素材を電解溶液中に溶かしてしまう反応は周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく、その反応速度も制御できる。その点で集束イオンビーム装置を用いたマスク修正の問題点を解決するものである。しかし、この手法を用いる場合において、微細構造である欠陥部のみを除去する加工を実現することが重要である。マスクにおける黒欠陥の素材はマスクパターンの素材でもあることから本来のマスクパターンがこの電気化学的手法で除去されてしまっては新たな白欠陥を作ることとなり、欠陥修正にはならない。
特開2002−214760号、セイコーインスツルメンツ,「マスクの黒欠陥修正方法」,平成14年7月31日公開 特開2002−355799号、北海道テー・エル・オー,「微細加工方法及び情報記録方法」,平成14年12月10日公開 特開平7−174542号、セイコーインスツルメンツ,「走査型近視野原子間力顕微鏡、及びその顕微鏡に使用されるプローブ、及びそのプローブ製造方法」,平成7年7月14日公開
The present invention provides a method for producing a suitable probe using the electrochemical AFM and a probe produced by the method. The reaction of dissolving the defective material in the electrolytic solution by the electrochemical method does not damage the surrounding glass substrate, and the reaction rate can be controlled. In this respect, the present invention solves the problem of mask correction using a focused ion beam device. However, in the case of using this method, it is important to realize processing for removing only a defective portion having a fine structure. Since the material of the black defect in the mask is also the material of the mask pattern, if the original mask pattern is removed by this electrochemical method, a new white defect will be created and the defect will not be corrected.
JP-A-2002-214760, Seiko Instruments, "Method of correcting black defect of mask", published on July 31, 2002. JP-A-2002-355799, Hokkaido T.L.O., "Fine processing method and information recording method", published on December 10, 2002. JP-A-7-174542, Seiko Instruments, "Scanning Near-Field Atomic Force Microscope, Probe Used in the Microscope, and Method for Manufacturing Probe", published July 14, 1995.

本発明が解決しようとする基本的課題は、マスクの黒欠陥修正においてリバーベッドができず、微細なパターンにおける黒欠陥でもきれいに修正が可能で、マスク表面にイオン照射によるダメージを与えることもなく、しかも用いる装置が比較的シンプルで大型化せず、作業も比較的単純に行うことができる黒欠陥修正手法を提示すると共に、そのような手法を実行できる装置を提供することにある。   The basic problem to be solved by the present invention is that a riverbed cannot be formed in correcting a black defect of a mask, a black defect in a fine pattern can be finely corrected, and the mask surface is not damaged by ion irradiation, In addition, it is an object of the present invention to provide a black defect repairing method that can use a relatively simple apparatus that does not increase in size and that can perform the operation relatively simply, and to provide an apparatus that can execute such a method.

また、本発明が解決しようとする更なる課題は、チャージアップ現象による位置ヅレがなく局部的な微細な修正が可能で、しかも作業が比較的単純に実行できる黒欠陥修正手法を提供すること、マスクの黒欠陥修正において周囲のパターンに影響を与えず局部的な微細な修正が可能で、しかも作業が比較的単純に実行できる黒欠陥修正手法を提示すると共に、そのような手法を実行できる装置を提供することにある。   A further problem to be solved by the present invention is to provide a black defect correction method which can perform local fine correction without a positional deviation due to a charge-up phenomenon, and can perform the operation relatively simply. In addition, it is possible to present a black defect correction method that can perform a local fine correction without affecting the surrounding pattern in the mask black defect correction and that can perform the operation relatively simply, and can execute such a method. It is to provide a device.

また、本発明が解決しようとする他の課題は、上記の手法を実現するため先端径がナノメートルオーダーの電気化学AFM用のプローブを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a probe for an electrochemical AFM having a tip diameter on the order of nanometers in order to realize the above method.

本発明のマスク黒欠陥修正方法は、原子間力顕微鏡によってマスクの黒欠陥部位置を把握するステップと、前記黒欠陥位置上方に前記原子間力顕微鏡の探針を移動させるステップと、前記探針と前記マスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、前記原子間力顕微鏡によって前記黒欠陥の除去を確認するステップとからなる。   The method of correcting a mask black defect according to the present invention includes the steps of: grasping a position of a black defect portion of a mask by an atomic force microscope; moving a probe of the atomic force microscope above the position of the black defect; Removing the black defect by an electrochemical reaction with the mask black defect portion serving as both electrodes and an electrolyte interposed therebetween, and confirming the removal of the black defect by the atomic force microscope. .

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正方法は、AFMの観察機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、欠陥部分のレジスト膜をAFMの探針でスクラッチするステップと、欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなる。   Further, another method for correcting a mask black defect according to the present invention includes a step of grasping the position of a defective portion of the mask by an observation function of the AFM, a step of applying an insulating resist film on the mask surface, and a step of removing the resist film at the defective portion. Scratching with an AFM probe, moving the electrochemical AFM probe above the defect position, and performing an electrochemical reaction with the probe and the mask black defect as both electrodes and an electrolyte interposed therebetween. And removing the insulating film on the mask surface.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正方法は、走査型顕微鏡によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、前記マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、前記欠陥部分のレジスト膜を荷電粒子ビームを照射して除去するステップと、前記欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針と前記マスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、前記マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなる。   Further, another method for correcting a mask black defect according to the present invention includes a step of grasping a position of a defective portion of the mask by a scanning microscope, a step of applying an insulating resist film on the mask surface, and a step of applying a resist film of the defective portion. Irradiating with a charged particle beam, moving a probe of the electrochemical AFM above the defect position, and using the probe and the mask black defect portion as both electrodes and interposing an electrolytic solution. The step of removing the black defect by an electrochemical reaction, and the step of removing the insulating film on the mask surface.

本発明の他のマスク黒欠陥修正方法では、欠陥位置情報を得る走査型顕微鏡としてAFM、走査型イオン顕微鏡または走査型電子顕微鏡のいずれかを用いる。   In another method for correcting a mask black defect according to the present invention, any one of an AFM, a scanning ion microscope, and a scanning electron microscope is used as a scanning microscope for obtaining defect position information.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正方法は、FIB装置の走査型顕微鏡機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、周縁部を除く欠陥領域中央部にFIBを照射してガラス基板近傍を残してエッチングするステップと、探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により残っている黒欠陥を除去するステップと、原子間力顕微鏡によって欠陥部修正を確認するステップとからなる。   In addition, another method of correcting a mask black defect according to the present invention includes a step of grasping the position of a defective portion of a mask by a scanning microscope function of an FIB apparatus, and irradiating a FIB to a central portion of a defective region excluding a peripheral portion to obtain a vicinity of a glass substrate. Etching, leaving a black defect remaining by an electrochemical reaction with the probe and the mask black defect as both electrodes and an electrolyte interposed therebetween, and removing the defect by an atomic force microscope. Confirming the modification.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正方法では、電気化学的反応の前に、前記探針と前記黒欠陥との間に流れるトンネル電流を測定して適正至近距離設定するステップを踏むことを採用した。   In another method for correcting a mask black defect according to the present invention, before an electrochemical reaction, a step of measuring a tunnel current flowing between the probe and the black defect and setting an appropriate close distance is performed. Adopted.

本発明の黒欠陥修正方式は、第一段階として原子間力顕微鏡像から欠陥修正位置を特定し、第二段階として導電性を備えた探針先端と導電性を持つマスク材料との間の距離をトンネル電流を利用して設定した後、黒欠陥部と探針間で電気化学的な反応を起こし、ガラス面が露出するまで加工する。第三段階として原子間力顕微鏡により修正が完了しているか確認するものである。   The black defect correction method of the present invention specifies a defect correction position from an atomic force microscope image as a first step, and a distance between a conductive probe tip and a conductive mask material as a second step. Is set using a tunnel current, an electrochemical reaction occurs between the black defect portion and the probe, and processing is performed until the glass surface is exposed. The third step is to check whether the correction has been completed using an atomic force microscope.

本発明のマスク黒欠陥修正装置は、先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部と前記マスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、原子間力顕微鏡としての観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つ。電気化学的反応を局所的に限定させるため、探針は導電材で形成すると共にその表面を絶縁材で被覆し先端部のみを露出した構造とした。   The mask black defect repair apparatus of the present invention is a probe of an atomic force microscope having a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, and the tip portion of the probe and the mask surface. A power supply for applying a predetermined current or a predetermined voltage therebetween, and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions. It has a processing function to remove by a mechanical reaction. In order to locally limit the electrochemical reaction, the probe was formed of a conductive material and the surface thereof was covered with an insulating material, and only the tip was exposed.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、探針の二次元走査によって試料表面の形状を観察する機能と、該観察により得た欠陥位置情報に基づいて前記探針を当該位置に移動し、欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能と、探針の先端電極を用いマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つ。   Another mask black defect correcting apparatus of the present invention includes an AFM probe having only a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, and a probe tip and a mask surface. A power source for applying a predetermined current or voltage between the probe and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions. A function of observing the shape of the probe, a function of moving the probe to the position based on the defect position information obtained by the observation, and a function of mechanically removing the resist film on the defect surface, and using a tip electrode of the probe. It has a processing function to remove mask black defects by an electrochemical reaction.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能は、観察機能により得た欠陥領域の位置情報を記憶し、該記憶情報に基づいてレジスト膜除去領域を割り出し、該除去領域を走査するように探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構に駆動信号を発するコンピュータを備えた。   Another apparatus for correcting a mask black defect according to the present invention has a function of mechanically removing a resist film on a defect surface. A computer is provided which determines a removal area and issues a drive signal to a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions so as to scan the removal area.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、真空チャンバ内にFIB鏡筒と少なくとも三次元駆動機構を備えた試料ステージからなるFIB装置と、先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つ。   Further, another mask black defect repairing apparatus of the present invention includes an FIB apparatus including a FIB column and a sample stage having at least a three-dimensional driving mechanism in a vacuum chamber, and an AFM probe having only an end portion as an electrode. A processing cell for accommodating an electrolyte and a mask as a sample, a power supply for applying a predetermined current or voltage between the probe tip and the mask surface, and a position of the probe tip in X, Y, and X directions. It has a mechanism for moving in the Z direction, and has an observation function and a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、真空チャンバ内に電子ビーム鏡筒と少なくとも三次元駆動機構を備えた試料ステージからなる電子ビーム装置と、先端部を電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つ。   Further, another mask black defect repairing apparatus of the present invention includes an electron beam apparatus including a sample stage having an electron beam column and at least a three-dimensional driving mechanism in a vacuum chamber, and an AFM probe having a tip portion as an electrode. A processing cell for accommodating an electrolytic solution and a mask as a sample; a power source for applying a predetermined current or voltage between the probe tip and the mask surface; , And a mechanism for moving in the Z direction, and has an observation function and a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、欠陥位置を把握するSIM機能とビーム照射によるエッチング機能を備えたFIB装置と、先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、前記FIB装置で得た欠陥位置情報に基づいてマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能を持つ電気化学AFM装置との組み合わせからなる。   Further, another mask black defect repair apparatus of the present invention includes a FIB apparatus having a SIM function for grasping a defect position and an etching function by beam irradiation, a probe of an atomic force microscope having a tip portion as an electrode, and an electrolytic solution. A processing cell for accommodating a liquid and a mask as a sample, a power source for applying a predetermined current or a predetermined voltage between the tip of the probe and the mask surface, and a position of the tip of the probe in X, Y, and Z directions. And an electrochemical AFM device having a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction based on the defect position information obtained by the FIB device.

更に、微小領域の精緻な修正をおこなうため、探針は先端部のみを先鋭な導電材で形成して電極とし、他の部分を絶縁体で構成したものを用い、あるいは探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び所定電流又は所定電圧のパルスを供給できるものとし、STM機能により探針先端部とマスク黒欠陥との適正至近距離を設定できること等、マスク黒欠陥を電気化学的反応を局所的に行わせる構成を採用した。   Furthermore, in order to perform minute correction of minute areas, only the tip is made of a sharp conductive material and used as an electrode, and the other part is made of an insulator. The power supply connected between the surface and the surface is capable of supplying a bias voltage and a pulse of a predetermined current or a predetermined voltage, and a mask black defect such as an appropriate close distance between the probe tip and the mask black defect can be set by the STM function. Was adopted in which the electrochemical reaction was locally performed.

また、本発明の他のマスク黒欠陥修正装置は、探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び所定電流又は所定電圧のパルスを供給できるものであって、マスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能に加え、探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定するSTM機能とを持つ。   According to another mask black defect correcting apparatus of the present invention, the power supply connected between the tip of the probe and the mask surface can supply a bias voltage and a pulse of a predetermined current or a predetermined voltage. In addition to the processing function to remove defects by electrochemical reaction, it has an STM function to measure and set an appropriate closest distance between the probe and the mask black defect.

本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法は、ドライエッチングによりSOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程と、前記突出する探針部のシリコンを熱酸化により表面から酸化を進行させてその先端部を先鋭化させる工程と、前記探針とカンチレバーの表面に金属薄膜をコートする工程と、前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程とからなる。   The method of manufacturing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention includes a step of roughly processing a plate-shaped cantilever portion and a probe portion projecting from the tip thereof from an SOI silicon wafer by dry etching; A step of advancing oxidation from the surface by thermal oxidation to sharpen the tip, a step of coating the surface of the probe and cantilever with a metal thin film, and an insulating layer except for the tip and the contact hole of the probe. Coating step.

本発明の他の電気化学AFM用のプローブ作製方法では、前記SOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程として、マスクパターニングとリアクティブ・イオン・エッチングで行う手法を採用した。   In another method of manufacturing a probe for electrochemical AFM of the present invention, as a step of roughly processing a plate-shaped cantilever portion and a probe portion protruding from the tip thereof from the SOI silicon wafer, mask patterning and reactive ion implantation are performed. An etching method was adopted.

また、本発明の他の電気化学AFM用のプローブ作製方法では、前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程として、全体を絶縁膜で被覆した後、探針先端部とコンタクトホールをプラズマエッチングの手法で除去する手法を採用した。   In another method of manufacturing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention, as a step of covering the tip with the insulating layer except for the tip and the contact hole, the whole is covered with an insulating film, and then the tip with the probe is contacted. A method of removing holes by plasma etching was employed.

また、本発明の他の電気化学AFM用のプローブ作製方法では、前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程として、全体を絶縁膜で被覆した後、探針先端部とコンタクトホールをFIBエッチングの手法で除去するようにした。   In another method of manufacturing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention, as a step of coating the probe tip with an insulating layer except for the contact tip and the contact hole, the entirety is covered with an insulating film, and then the probe tip and a contact are formed. The holes were removed by the FIB etching technique.

また、本発明の他の電気化学AFM用のプローブ作製方法では、中空ガラスキャピラリーを加熱状態で引き先鋭化する行程と、該先鋭化した先端部を複数回加熱冷却して一方向に曲げる行程と、前記キャピラリー内に金属ワイヤーを挿入する行程と、前記キャピラリーの両端部を樹脂で封止する行程と、先端部を電解研磨して先鋭化する行程とからなる。さらにその行程を経たプローブを溶融したアピエゾンワックス中でディップコーティングする行程と、該プローブの背面部を研磨しミラー面を作る行程と、該ミラー面を中心に金属薄膜をスパッタコーティングする行程と、クロロホルム中に浸漬してアピエゾンワックスを溶解することによりミラー面以外の金属薄膜を除去する行程とからなるようにした。   In another method for producing a probe for electrochemical AFM of the present invention, a step of sharpening a hollow glass capillary in a heated state and a step of heating and cooling the sharpened tip a plurality of times to bend in one direction. A step of inserting a metal wire into the capillary, a step of sealing both ends of the capillary with a resin, and a step of sharpening the tip by electrolytic polishing. Further, a step of dip coating the probe that has passed through the step in a molten apiison wax, a step of polishing the back surface of the probe to form a mirror surface, and a step of sputter coating a metal thin film around the mirror surface, And dipping in chloroform to dissolve the Apiezon wax to remove the metal thin film other than the mirror surface.

本発明の電気化学AFM用の探針は、導電材で形成され、その表面が絶縁材で被覆されると共に先端部のみが露出されるようにした。   The probe for electrochemical AFM of the present invention is formed of a conductive material, and its surface is covered with an insulating material, and only the tip is exposed.

本発明の電気化学AFM用のプローブは、板状のカンチレバーとその先端に突出する探針の基本構造がシリコンで形成され、前記カンチレバーの前記探針が形成された側のと先端部が先鋭化された探針のシリコン表面には金属被膜が形成され、さらにその金属被膜の上層には先鋭化された探針先端部とコンタクトホール部分を除き絶縁層で被覆された構造とした。   In the electrochemical AFM probe according to the present invention, the basic structure of the plate-shaped cantilever and the tip protruding from the tip is formed of silicon, and the tip of the cantilever where the tip is formed and the tip are sharpened. A metal film was formed on the silicon surface of the probe thus obtained, and the upper layer of the metal film was covered with an insulating layer except for the sharpened tip and contact hole.

また本発明の他の電気化学AFM用の探針は、先端が先鋭化されて鈎形に曲げられたガラスキャピラリー内に金属ワイヤーが挿入され、先端部と後端部では該金属ワイヤーが露出されると共に樹脂で封止され、先端部に露出した金属ワイヤーは先端径が数百ナノメートル以下まで先鋭化されている。
また本発明の他の電気化学AFM用の探針は、上記構成に加え背面部に平坦な面が加工され、該面の表面には金属薄膜がコーティングされてミラー面となっている。
Further, according to another probe for electrochemical AFM of the present invention, a metal wire is inserted into a glass capillary whose tip is sharpened and bent into a hook shape, and the metal wire is exposed at a tip portion and a rear end portion. The metal wire, which is sealed with resin and exposed at the tip, is sharpened to a tip diameter of several hundred nanometers or less.
In addition, in addition to the above-mentioned configuration, another electrochemical AFM probe of the present invention has a flat surface processed on the back surface, and the surface of the surface is coated with a metal thin film to form a mirror surface.

本発明のマスク黒欠陥修正方法は、原子間力顕微鏡によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、欠陥位置上方に探針を移動させるステップと、探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、原子間力顕微鏡によって欠陥部修正を確認するステップとからなるものであって、集束イオンビーム装置を用いた修正と異なりガラス基板のリバーベッド現象や透過率の低下、マスク面のチャージアップ現象などが生じることがないものであるから、パターンの細密化が進むマスクやレベンソン型のものに対しても黒欠陥のきれいな修正が行え、ナノメートルオーダーの修正部分の正確な位置決めが可能となる。   The method for correcting a mask black defect according to the present invention comprises the steps of: grasping the position of a defective portion of a mask by an atomic force microscope; moving a probe above the defect position; Removing the black defect by an electrochemical reaction with a liquid interposed therebetween, and a step of confirming the defect repair with an atomic force microscope, comprising repairing using a focused ion beam device. Unlike the glass substrate, it does not cause the riverbed phenomenon, the decrease in transmittance, and the charge-up phenomenon on the mask surface. Correction can be performed, and accurate positioning of the corrected portion on the order of nanometers becomes possible.

本発明のマスク黒欠陥修正方法は、AFMの観察機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、欠陥部分のレジスト膜をAFMの探針でスクラッチするステップと、欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなるものであって、電気化学的反応によって黒欠陥を除去するものであるから、集束イオンビームを用いた加工のリバーベッド現象はなく、ガラス基板や正常なパターンに損傷を与えることがなく、しかもレジスト膜によって欠陥部以外の領域は被覆されているため、欠陥領域以外で電気化学的反応を起こすことはない。そして、欠陥部分が除去されたパターンエッジは急峻に立った形態で仕上がるため、パターン境界が明瞭なフォトマスクを提供することができる。   According to the method for correcting a mask black defect of the present invention, a step of grasping a position of a defective portion of a mask by an AFM observation function, a step of applying an insulating resist film on a mask surface, and a step of using an AFM probe Scratching; moving the probe of the electrochemical AFM above the defect position; and performing the electrochemical reaction in a state where the probe and the black defect portion of the mask are both electrodes and an electrolytic solution is interposed therebetween. And the step of removing the insulating film on the mask surface, which removes black defects by an electrochemical reaction. Without damaging the glass substrate or normal patterns, and the resist film covers the area other than the defective area, Not to cause an electrochemical reaction in the non-pass. Since the pattern edge from which the defective portion has been removed is finished in a steeply standing form, a photomask with clear pattern boundaries can be provided.

本発明のマスク黒欠陥修正方法は、走査型顕微鏡によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、欠陥部分のレジスト膜を荷電粒子ビームを照射して除去するステップと、欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなるものであって、電気化学的反応によって黒欠陥を除去するものであるから、集束イオンビームを用いた加工のリバーベッド現象はなく、ガラス基板や正常なパターンに損傷を与えることがなく、しかもレジスト膜によって欠陥部以外の領域は被覆されているため、欠陥領域以外で電気化学的反応を起こすことはない。そして、欠陥部分が除去されたパターンエッジは急峻に立った形態で仕上がるため、パターン境界が明瞭なフォトマスクを提供することができる。   The mask black defect repairing method of the present invention comprises the steps of: determining the position of a defective portion of a mask by using a scanning microscope; applying an insulating resist film to the mask surface; and irradiating the resist film at the defective portion with a charged particle beam. And moving the probe of the electrochemical AFM above the defect position; and performing the electrochemical reaction in a state where the probe and the black defect portion of the mask are used as both electrodes and an electrolytic solution is interposed therebetween. It consists of a step of removing a defect and a step of removing an insulating film on a mask surface. Since the black defect is removed by an electrochemical reaction, a riverbed phenomenon of processing using a focused ion beam. There is no damage to the glass substrate or normal patterns, and the resist film covers the area other than the defective area, Not to cause an electrochemical reaction in the non-pass. Since the pattern edge from which the defective portion has been removed is finished in a steeply standing form, a photomask with clear pattern boundaries can be provided.

欠陥位置情報を得る走査型顕微鏡としてAFMを用いその観察機能で情報を得た場合には、荷電粒子ビームによる走査画像のようなマスク面にダメージを与える心配がないし、電荷チャージの問題も生じることはなく位置決め精度も高いものとなる。また、レジスト除去に集束イオンビームを用いるものでは必要に応じて走査型イオン顕微鏡像を得ることができるし、レジスト除去に電子ビームを用いるものでは走査型電子顕微鏡像を得ることができる。   If the AFM is used as a scanning microscope to obtain defect position information and information is obtained by its observation function, there is no risk of damaging the mask surface as in a scanned image by a charged particle beam, and there is also a problem of charge charging. And the positioning accuracy is high. Further, a scanning ion microscope image can be obtained as necessary by using a focused ion beam for removing the resist, and a scanning electron microscope image can be obtained by using an electron beam for removing the resist.

本発明のマスク黒欠陥修正方法は、FIB装置の走査型顕微鏡機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、周縁部を除く欠陥領域中央部にFIBを照射してガラス基板近傍を残してエッチングするステップと、探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により残っている黒欠陥を除去するステップと、原子間力顕微鏡によって欠陥部修正を確認するステップとからなるものである。すなわち、この修正加工においてFIBを使用するものの欠陥の中央領域に対してのみ照射することによりリバーベッドができず、ガラス基板面に接した部分の欠陥はすべて電気化学的反応で溶解させることによりきれいに修正除去することができる。マスク表面にイオン照射によるダメージを与えることもなく、FIB加工によって残された部分を除去する作業も特許文献1のような負担をオペレータにかけず電解加工で実行できる。更に、黒欠陥の大部分は第一段階としてFIB加工により除去されているので比較的短い修正時間で修正加工を実行することができる。   The mask black defect repair method of the present invention comprises the steps of: grasping the position of a defective portion of a mask by a scanning microscope function of an FIB apparatus; And removing the remaining black defects by an electrochemical reaction with the probe and the mask black defect portion serving as both electrodes and an electrolytic solution interposed therebetween, and confirming the defect repair with an atomic force microscope It consists of steps. In other words, although the FIB is used in this repair processing, a riverbed cannot be formed by irradiating only the central region of the defect, and all the defects in the portion in contact with the glass substrate surface can be cleaned by being dissolved by an electrochemical reaction. Corrections can be removed. The operation of removing the portion left by the FIB processing without damaging the mask surface by ion irradiation can be performed by the electrolytic processing without burdening the operator as in Patent Document 1. Further, since most of the black defects have been removed by the FIB processing as the first step, the correction processing can be performed in a relatively short correction time.

また、本発明の電気化学AFMの探針の先端は電極とされていることにより、電気化学的反応の前にトンネル顕微鏡の機能で探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定することが可能である。   In addition, since the tip of the probe of the electrochemical AFM of the present invention is an electrode, a proper close distance between the probe and the mask black defect is measured and set by a function of a tunnel microscope before an electrochemical reaction. It is possible to do.

また、電気化学的反応の前にトンネル顕微鏡の機能で探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定するステップを踏む本発明のマスク黒欠陥修正方法は、電気化学的反応を局部的に限定させる上で重要な要件である探針先端部と黒欠陥表面間の適正な至近距離をトンネル電流によって正確に決めることができるため、微細な黒欠陥をきれいに修正加工することができる。   In addition, the method for correcting a mask black defect of the present invention, which includes a step of measuring and setting a proper close distance between a probe and a mask black defect by a function of a tunnel microscope before an electrochemical reaction, comprises the steps of: Since an appropriate close distance between the tip of the probe and the surface of the black defect, which is an important requirement for limiting the defect, can be accurately determined by the tunnel current, fine black defects can be finely corrected.

本発明のマスク黒欠陥修正装置は、先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであり、原子間力顕微鏡としての観察機能を用いるため、真空チャンバに試料をセットする必要もなく用いる装置が比較的シンプルで大型化せず、作業も比較的単純に行え、マスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能を利用するので、マスクを傷つけることなく黒欠陥をきれいに修正加工する装置が提供できる。   The mask black defect correcting apparatus of the present invention includes a probe of an atomic force microscope having a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolytic solution and a mask as a sample, and a processing cell between the tip portion and the mask surface. And a mechanism for moving the tip of the probe in the X, Y, and Z directions in order to use an observation function as an atomic force microscope. The device used is relatively simple and does not need to be set up in a vacuum chamber, and the work can be performed relatively simply without using a large size.The processing function to remove black mask defects by electrochemical reaction is used. It is possible to provide an apparatus that cleanly corrects a black defect without damaging it.

本発明の黒欠陥修正装置は、先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、基本的に電気化学AFM装置としての構成だけで探針の二次元走査による試料表面の形状を観察する機能と、該観察により得た欠陥位置情報に基づいて前記探針を当該位置に移動し、欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能と、探針の先端電極を用いマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを兼ね備え、上記の効果を有するマスク黒欠陥修正方法を実現することができるものである。   The black defect correcting apparatus of the present invention includes an AFM probe having only a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, and a predetermined gap between the tip portion and the mask surface. The probe comprises a power source for applying a current or a voltage, and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions. The probe is basically configured only as an electrochemical AFM device. A function of observing the shape of the sample surface by two-dimensional scanning, and a function of moving the probe to the position based on defect position information obtained by the observation, and mechanically removing the resist film on the defect surface, The present invention also has a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction using a tip electrode of a probe, and can realize a mask black defect repair method having the above-described effect.

また、観察機能により得た欠陥領域の位置情報を記憶し、該記憶情報に基づいてレジスト膜除去領域を割り出し、該除去領域を走査するように探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構に駆動信号を発するコンピュータを備えることにより、欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能を容易に発揮させることができる。   Also, the position information of the defect area obtained by the observation function is stored, the resist film removal area is determined based on the stored information, and the position of the tip of the probe is set in the X, Y, and Z directions so as to scan the removal area. By providing a computer that issues a drive signal to the mechanism for moving the resist film, the function of mechanically removing the resist film on the defect surface can be easily exhibited.

絶縁性のレジスト膜で欠陥領域以外を被覆して電解液と接触させない手法に、真空チャンバ内にFIB鏡筒(又は電子ビーム鏡筒)と少なくとも三次元駆動機構を備えた試料ステージからなるFIB装置(又は電子ビーム装置)と、先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つ本発明のマスク黒欠陥修正装置を使用した場合は、電気化学AFMの探針として先端部を尖細な電極とした原子間力顕微鏡の探針を用いていること、探針先端部電極とマスク面との間にパルス電流またはパルス電圧を印加する電源を備えたことが、絶縁性のレジスト膜で欠陥領域以外を被覆して電解液と接触させない手法と総合して、パターンエッジが急峻に立った形態で仕上がり、パターン境界が明瞭なフォトマスクに修正加工できるものである。   An FIB apparatus comprising an FIB column (or an electron beam column) in a vacuum chamber and a sample stage having at least a three-dimensional drive mechanism in a method of covering an area other than the defect area with an insulating resist film so as not to come in contact with the electrolytic solution. (Or an electron beam device), an AFM probe having only the tip portion as an electrode, a processing cell containing an electrolyte and a mask as a sample, and a predetermined current between the tip portion of the probe and the mask surface. Alternatively, a book having a power supply for applying a voltage and a mechanism for moving the position of the probe tip in the X, Y, and Z directions, and having an observation function and a processing function for removing a mask black defect by an electrochemical reaction. When the mask black defect correcting apparatus of the present invention is used, a probe of an atomic force microscope having a fine tip at the tip is used as a probe of the electrochemical AFM, and the tip of the probe and the mask surface are used. Pulse current between Or the fact that a power supply that applies a pulse voltage is combined with a method that covers the area other than the defect area with an insulating resist film and does not come in contact with the electrolytic solution. It can be modified into a photomask with clear boundaries.

本発明のマスク黒欠陥修正装置は、欠陥位置を把握するSIM機能とビーム照射によるエッチング機能を備えたFIB装置と、先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、前記FIB装置で得た欠陥位置情報に基づいてマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能を持つ電気化学AFM装置との組み合わせからなるものであるから、本発明の黒欠陥修正方法をスムーズに実行することができる。   The mask black defect repair apparatus of the present invention includes a FIB apparatus having a SIM function for grasping a defect position and an etching function by beam irradiation, a probe of an atomic force microscope having a tip as an electrode, and an electrolyte and a sample. A processing cell for accommodating the mask, a power source for applying a predetermined current or a predetermined voltage between the probe tip and the mask surface, and a mechanism for moving the position of the probe tip in the X, Y, and Z directions. And a combination with an electrochemical AFM device having a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction based on the defect position information obtained by the FIB device. The correction method can be performed smoothly.

また、探針の構成として先端部のみを先鋭な導電材で形成して電極とし、他の部分を絶縁体としたものを採用した本発明のマスク黒欠陥修正装置は、電気化学的反応領域を狭く限定させることに有効である。   In addition, the mask black defect repairing apparatus of the present invention, which employs a probe in which only the tip portion is formed of a sharp conductive material to form an electrode and the other portion is made of an insulator, employs an electrochemical reaction region. It is effective to narrow down narrowly.

更に、探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び所定電流又は所定電圧のパルスを供給できるものであって、マスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能に加え、STM機能を兼ね備える本発明のマスク黒欠陥修正装置は、探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定することができることに加え、パルスによる電解加工を実行することにより、電気化学的反応領域を有効に狭く限定させることができ、精緻な修正加工が可能となる。   Further, the power supply connected between the tip of the probe and the mask surface can supply a bias voltage and a pulse of a predetermined current or a predetermined voltage, and has a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction. In addition, the mask black defect repairing apparatus of the present invention having the STM function can measure and set an appropriate shortest distance between the probe and the mask black defect, and can perform electric processing by using a pulse to perform electric processing. The chemical reaction region can be effectively narrowed and narrow, and a fine correction process can be performed.

また、探針として導電材で形成すると共にその表面を絶縁材で被覆し先端部のみを露出した構造とすることで、本発明のマスク黒欠陥修正装置は、電気化学的反応を局部的に限定して起こすことができ微細構造のマスク黒欠陥をきれいに修正することができる。   In addition, by forming the probe from a conductive material and covering the surface with an insulating material so that only the tip is exposed, the mask black defect repair apparatus of the present invention locally limits the electrochemical reaction. The black defect of the fine structure can be corrected cleanly.

さらに、探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び定電圧のパルスを供給できるものであって、マスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能に加え、探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定するSTM機能とを持つ本発明のマスク黒欠陥修正装置は、大きな構成上の変更を必要とせずAFMとSTMの機能を兼用させ、微細構造のマスク黒欠陥をきれいに修正加工することができる。   Further, the power supply connected between the tip of the probe and the mask surface is capable of supplying a bias voltage and a pulse of a constant voltage. In addition to a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction, a probe is provided. The mask black defect repair apparatus of the present invention having an STM function for measuring and setting an appropriate close distance between the needle and the mask black defect does not require a large structural change, and combines the functions of the AFM and the STM. The mask black defect of the structure can be corrected and processed cleanly.

本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法は、ドライエッチングによりSOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程と、前記突出する探針部のシリコンを熱酸化により表面から酸化を進行させてその先端部を先鋭化させる工程と、前記探針とカンチレバーの表面に金属薄膜をコートする工程と、前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程とからなるものであるから、先端径がナノメートルオーダーの電気化学AFM用のプローブを提供でき、これによって電気化学的反応領域を局所的に限定させることができる。   The method of manufacturing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention includes a step of roughly processing a plate-shaped cantilever portion and a probe portion projecting from the tip thereof from an SOI silicon wafer by dry etching; A step of advancing oxidation from the surface by thermal oxidation to sharpen the tip, a step of coating the surface of the probe and cantilever with a metal thin film, and an insulating layer except for the tip and the contact hole of the probe. Since the method comprises the step of coating, a probe for an electrochemical AFM having a tip diameter of a nanometer order can be provided, whereby the electrochemical reaction region can be locally limited.

SOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程は、マスクパターニングとリアクティブ・イオン・エッチングで行うことにより、探針構造として好ましい急峻な柱状体が形成できる。   The step of roughly processing the plate-shaped cantilever portion and the probe portion projecting from the tip thereof from the SOI silicon wafer is performed by mask patterning and reactive ion etching, so that a steep columnar body preferable as a probe structure can be formed. Can be formed.

本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法は、中空ガラスキャピラリーを加熱状態で引き先鋭化する行程と、該先鋭化した先端部を複数回加熱冷却して一方向に曲げる行程と、前記キャピラリー内に金属ワイヤーを挿入する行程と、前記キャピラリーの両端部を樹脂で封止する行程と、先端部を電解研磨して先鋭化する行程とからなるものであるから、電気化学AFM用のプローブとして求められるナノメートルオーダーの先端径の試料面に対向する微細な電極を提供することができる。   The method for producing a probe for electrochemical AFM of the present invention includes a step of sharpening a hollow glass capillary in a heated state, a step of heating and cooling the sharpened tip a plurality of times to bend in one direction, and a step of bending the inside of the capillary. Since it consists of a process of inserting a metal wire into the device, a process of sealing both ends of the capillary with resin, and a process of sharpening the tip by electrolytic polishing, it is required as a probe for electrochemical AFM. It is possible to provide a fine electrode facing a sample surface having a tip diameter on the order of nanometers.

また、請求項19に記載の行程を経たプローブを溶融したアピエゾンワックス中でディップコーティングする行程と、該プローブの背面部を研磨しミラー面を作る行程と、該ミラー面を中心に金属薄膜をスパッタコーティングする行程と、クロロホルム中に浸漬してアピエゾンワックスを溶解することによりミラー面以外の金属薄膜を除去する行程とからなる本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法は、AFM用のプローブとして必要な変位検出機構のミラー面を特定した平坦面のみに反射面として形成することができ、構造的に単純でかつ誤作動を起こすことのないものとすることができる。   Further, a step of dip coating the probe having undergone the step described in claim 19 in molten apiezon wax, a step of polishing a back surface of the probe to form a mirror surface, and a step of forming a metal thin film around the mirror surface. The method for producing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention, comprising a step of performing sputter coating and a step of immersing in chloroform and dissolving an apiezone wax to remove a metal thin film other than a mirror surface, comprises a probe for an AFM. The mirror surface of the required displacement detection mechanism can be formed as a reflection surface only on the specified flat surface, so that the structure can be made simple and no malfunction occurs.

本発明の電気化学AFM用のプローブは、板状のカンチレバーとその先端に突出する探針の基本構造はシリコンで形成され、カンチレバーの探針が形成された側と先端部が先鋭化された探針のシリコン表面には金属被膜が形成され、さらにその金属被膜の上層には先鋭化された探針先端部とコンタクトホール部分を除き絶縁層で被覆された構造とされたものであるから、これを電気化学AFMに取り付けてマスク黒欠陥修正を行えば、リバーベッドができず、微細なパターンにおける黒欠陥でもきれいに修正が可能で、マスク表面にイオン照射によるダメージを与えることもないマスクの黒欠陥修正を可能とする。また、本発明の電気化学AFM用のプローブは探針先端部が導電材で形成され、金属被膜のリード部コンタクトホールを介して外部端子と接続可能な構造であるのでトンネル顕微鏡のプローブとしても使用することができる。   In the electrochemical AFM probe according to the present invention, the basic structure of the plate-shaped cantilever and the tip protruding from the tip is formed of silicon, and the tip of the cantilever where the tip is formed and the tip are sharpened. A metal coating is formed on the silicon surface of the needle, and the upper layer of the metal coating is covered with an insulating layer except for the sharpened tip and contact hole. Is attached to the electrochemical AFM to correct the mask black defect, the riverbed cannot be formed, the black defect in the fine pattern can be corrected neatly, and the black defect of the mask which does not damage the mask surface by ion irradiation. Allow modification. The probe for an electrochemical AFM of the present invention has a structure in which the tip of the probe is formed of a conductive material and can be connected to an external terminal via a lead contact hole of a metal film, and thus can be used as a probe for a tunnel microscope. can do.

また、本発明の電気化学AFMの探針の先端は電極とされていることにより、電気化学的反応の前にトンネル顕微鏡の機能で探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定することが可能である。   In addition, since the tip of the probe of the electrochemical AFM of the present invention is an electrode, a proper close distance between the probe and the mask black defect is measured and set by a function of a tunnel microscope before an electrochemical reaction. It is possible to do.

そして、本発明の電気化学AFM用のプローブは、先端が先鋭化されて鈎形に曲げられたガラスキャピラリー内に金属ワイヤーが挿入され、先端部と後端部では該金属ワイヤーが露出されると共に樹脂で封止され、先端部に露出した金属ワイヤーは先端径が数百ナノメートル以下まで先鋭化されているものであるから、これを電解加工の電極として使用した場合には、電気化学的反応を数十から数百ナノメートルといった極めて局所的領域の除去加工を実現することができる。しかも電気化学的反応を利用するものであるから、従来の集束イオンビーム装置を用いた欠陥修正のようにリバーベッドができず、微細なパターンにおける黒欠陥でもきれいに修正が可能で、マスク表面にイオン照射によるダメージを与えることもないマスクの黒欠陥修正を可能とする。   In the electrochemical AFM probe of the present invention, a metal wire is inserted into a glass capillary whose tip is sharpened and bent into a hook shape, and the metal wire is exposed at the tip and the rear end. The metal wire, which is sealed with resin and exposed at the tip, is sharpened to a diameter of a few hundred nanometers or less. It is possible to realize the removal processing of an extremely local region such as several tens to several hundreds of nanometers. Moreover, since it uses an electrochemical reaction, riverbed cannot be performed unlike the conventional defect correction using a focused ion beam device, and even a black defect in a fine pattern can be corrected neatly. It is possible to correct a black defect of a mask without causing damage by irradiation.

本発明は、前述したようにフォトマスクの細密化や、リソグラフィーに用いられる光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを念頭に出発した。そのためには基本的に集束イオンビームを用いない欠陥修正ができればよい。すなわち、集束イオンビームを用いた欠陥修正に代わる、微細な加工を正確かつ効率的に実行できる手法を提示しなければならない。すなわち、マスクの黒欠陥を周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく比較的速くきれいに除去できる手法であることが求められる。そこで、欠陥部の材質としてはクロムのような導電性の物質を想定し、これを電気化学的手法で除去することに想到した。電気化学的手法で、欠陥素材を電解溶液中に溶かして除去する方法は周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく、その反応速度も制御できることから、その点で求められる要件を満たすものである。しかし、この手法を用いる場合において、微細構造である欠陥部のみを除去する加工を実現することが重要である。マスクにおける黒欠陥の素材はマスクパターンの素材でもあることから、本来のマスクパターンがこの電気化学的手法で除去されては新たな白欠陥を作ることとなり、欠陥修正にはならない。フォトマスクの現状から勘案すると十から数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。局部的な反応を実現させるためには欠陥部に対向する電極の細さと距離と電荷量が重要な条件となる。そこで、本発明では電極としてプローブ顕微鏡の探針を用いることに想到した。先端部を数ナノから数十ナノメートルに尖らせ導電性とした探針を電極として用いようというものである。この細い電極を一から百ナノメートルの至近距離に位置決めすることで所望の局所的反応を実現することができる。   The present invention has been started with the intention of eliminating various effects caused by ion beam irradiation used for defect correction in the trend of miniaturization of a photomask and short wavelength trend of a light source used for lithography as described above. For that purpose, it is basically sufficient if defect correction without using a focused ion beam can be performed. That is, it is necessary to present a method capable of performing fine processing accurately and efficiently instead of defect correction using a focused ion beam. In other words, it is required that the black defect of the mask be removed relatively quickly and cleanly without damaging the surrounding glass substrate. Therefore, assuming that a conductive material such as chromium is used as the material of the defective portion, the inventors have conceived of removing the conductive material by an electrochemical method. The method of removing defective materials by dissolving them in an electrolytic solution by the electrochemical method does not damage the surrounding glass substrate and can control the reaction rate, so it meets the requirements required in that respect. . However, in the case of using this method, it is important to realize processing for removing only a defective portion having a fine structure. Since the material of the black defect in the mask is also the material of the mask pattern, if the original mask pattern is removed by this electrochemical method, a new white defect will be created and the defect will not be corrected. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction. In order to realize a local reaction, the fineness, distance and charge amount of the electrode facing the defect are important conditions. Thus, the present invention has conceived of using a probe of a probe microscope as an electrode. The tip is sharpened from several nanometers to several tens of nanometers and a conductive probe is used as an electrode. By positioning this thin electrode at a close distance of 1 to 100 nanometers, a desired local reaction can be realized.

プローブ顕微鏡の探針を電極として用い、電気化学的手法に用いて微細な加工を実行する例としては特許文献3がある。この技術はこの手法によって半導体のマスクパターンそのものを形成することを意図したものである。すなわち、被加工試料との間に生じる原子間力を検知することができる導電性探針を有する導電性カンチレバーと、該探針と被加工試料との間に原子間力によって生じた変位を検出する検出手段と、被加工試料上を走査するに際して該原子間力を一定量に保持するために探針と被加工試料との距離を一定に保持する制御手段と、被加工試料と該探針との間に電位を印加する手段とを備えた装置を用いた微細加工方法であって、該被加工試料と探針との間に、水を含有する非極性溶媒を存在させた上で、該探針に電圧をかけることによって被加工試料に微細な加工を施す微細加工方法である。この文献は主として表面層を電気化学的反応により除去する加工方法を提示している。しかし、マスク全体にわたりこの手法によって不要領域を除去加工することは容易ではない。本発明はこの電気化学的手法をマスク上の黒欠陥修正に用いる。しかも極めて局所的な領域の精密加工にこの手法を適用すると共に、その際の実際的な手法を提示するものである。   Patent Document 3 discloses an example in which fine processing is performed using a probe of a probe microscope as an electrode and an electrochemical method. This technique is intended to form a semiconductor mask pattern itself by this method. That is, a conductive cantilever having a conductive probe capable of detecting an atomic force generated between the sample and a workpiece, and a displacement generated by the atomic force between the probe and the sample to be processed are detected. Control means for maintaining a constant distance between the probe and the sample in order to maintain the atomic force at a constant level when scanning the sample to be processed; Between the sample to be processed and the probe, in the presence of a non-polar solvent containing water, This is a fine processing method for performing fine processing on a sample to be processed by applying a voltage to the probe. This document mainly proposes a processing method for removing a surface layer by an electrochemical reaction. However, it is not easy to remove unnecessary regions over the entire mask by this method. The present invention uses this electrochemical technique for correcting black defects on a mask. Moreover, this technique is applied to precision machining of an extremely local area, and a practical technique at that time is presented.

図1を用いて本発明の基礎となるマイクロ電解加工について説明する。図において、1は加工用電極ともなるAFM探針、2はカンチレバー、3は該加工用電極を支持するホルダである。4は加工セルであり、この加工セル内に電解液が収納される。この電解液内に試料が載置され、ここで欠陥修正加工が行われる。5はAFMカンチレバーの変位量を検出する光学的変位検出器、7は加工用電極ホルダ3を三次元(X−Y−Z)方向に駆動するPZTスキャナー、6は該PZTスキャナー7を介して加工用電極ホルダ3のZ方向位置を粗調整するZ軸ステージ、8は加工セル4を載置する基台である。この加工装置は基本的に加工機能と共に観察機能を備え、それぞれコンピュータ10の下に作動する。前者の加工機能として電気化学的な作動をするため、試料側を一方の電極とし、カンチレバーの先端部の探針を他方の電極とし、前記加工セル4の電解液内には試料とは非接触状態にある参照電極9を配置し、探針電極からのリード線L1、試料側電極からのリード線L2、参照電極からのリード線L0 を引出して加工用ガルバノスタット11の端子部に接続する。この参照電極9はグランド電位を検出するためのものである。電気化学的反応は単に両電極間の相対電位差に依存するものではなく、それぞれの電極の絶対電位が影響する。この絶対電位を測定するため、参照電極9が設けられている。そしてガルバノスタット11は定電流で電気化学的反応を制御するものである。また、後者の観察機能としてPZTスキャナー7の駆動位置情報と光学的変位検出器5が検出するカンチレバー2の変位情報が入力されるAFMコントローラ12とが備えられ、AFMとしての作動を制御する。   With reference to FIG. 1, a description will be given of microelectrolytic machining which is the basis of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an AFM probe which also serves as a working electrode, 2 denotes a cantilever, and 3 denotes a holder which supports the working electrode. Reference numeral 4 denotes a processing cell in which an electrolytic solution is stored. A sample is placed in this electrolytic solution, and a defect correction process is performed here. Reference numeral 5 denotes an optical displacement detector that detects the amount of displacement of the AFM cantilever, 7 denotes a PZT scanner that drives the machining electrode holder 3 in a three-dimensional (XYZ) direction, and 6 denotes machining via the PZT scanner 7. A Z-axis stage for roughly adjusting the position of the electrode holder 3 in the Z direction, and 8 is a base on which the processing cell 4 is mounted. This processing device basically has a processing function and an observation function, and each operates under the computer 10. In order to perform electrochemical operation as the former processing function, the sample side is used as one electrode, the probe at the tip of the cantilever is used as the other electrode, and the sample is not in contact with the sample in the electrolytic solution of the processing cell 4. The reference electrode 9 in the state is arranged, and the lead wire L1 from the probe electrode, the lead wire L2 from the sample side electrode, and the lead wire L0 from the reference electrode are drawn out and connected to the terminal of the galvanostat 11 for processing. This reference electrode 9 is for detecting a ground potential. The electrochemical reaction does not depend solely on the relative potential difference between the two electrodes, but on the absolute potential of each electrode. In order to measure this absolute potential, a reference electrode 9 is provided. The galvanostat 11 controls an electrochemical reaction with a constant current. Further, the latter observation function includes an AFM controller 12 to which drive position information of the PZT scanner 7 and displacement information of the cantilever 2 detected by the optical displacement detector 5 are input, and controls the operation as the AFM.

本発明は上記の装置を用いる。第一段階として、PZTスキャナー7の駆動位置情報と光学的変位検出器5が検出するカンチレバー2の変位情報とを得てAFMとしての観察機能を用いて、試料面上の黒欠陥位置を検出特定する。この観察結果から得られた欠陥位置情報はコンピュータ10に記憶され、第二段階の黒欠陥修正はこの記憶情報に基いて実行される。まず、探針1が黒欠陥部分に位置するように先の欠陥位置情報に基づいてPZTスキャナー7を駆動制御する。欠陥領域と探針1の先端が対峙させられた状態で加工用ガルバノスタット11が作動し、導電性を持つマスク材料と電解液を介して対峙する導電性を備えた探針先端との間に電圧を印加し、電気化学的な反応を起こさせ黒欠陥を電解液中に溶解させる。この電解液は特に種類を選ばないが酸やアルカリ等が強く試料と化学的反応を起こしてしまうものは避ける。電気化学的加工は対象がマスク上の微細な黒欠陥であることから加工電極となる探針1は微細な電極構造であり、対向電極となる黒欠陥との距離も適正至近距離であることが重要である。したがって、本発明では探針1は全体が導電性物質ではなく先端部のみを導電性物質で構成するようにしている。また、適正な至近距離に位置されるようにZ軸ステージ6を制御し、加工用電極ホルダ3のZ方向位置を調整する。本発明では探針先端部の微細な電極構造(先端径が数〜数十ナノメートル)と適正至近距離(一〜数百ナノメートル)により電気化学的反応がなされる領域を局所的(十〜数百ナノメートル)に限定させることができる。これにより、除去の必要な黒欠陥部分のみを加工対象とする精緻な加工が実現できる。この反応をガラス面が露出するまで継続するが、イオンビーム加工と異なりガラス面が露出してもその部分は反応することはないので、ガラス基板を傷つけることはない。最後の第三段階としてAFMの本来の観察機能により修正が完了しているかを確認する。これは基本的に第一段階の観察動作と同じであるが、当初発見された欠陥がこの観察で除去されているかを確認することになる。その際、マスク全面の画像を得ることは必ずしも必要ではなく、当初検出された欠陥領域近傍のみの局所的走査で確認してもよい。   The present invention uses the above apparatus. In the first stage, the drive position information of the PZT scanner 7 and the displacement information of the cantilever 2 detected by the optical displacement detector 5 are obtained, and the observation function as an AFM is used to detect and specify the black defect position on the sample surface. I do. The defect position information obtained from the observation result is stored in the computer 10, and the second-stage black defect correction is executed based on the stored information. First, the driving of the PZT scanner 7 is controlled based on the previous defect position information so that the probe 1 is located at the black defect portion. The galvanostat 11 for processing is operated in a state where the defect region and the tip of the probe 1 are opposed to each other, and a gap between the conductive mask material and the conductive tip opposed via the electrolytic solution. A voltage is applied to cause an electrochemical reaction to dissolve black defects in the electrolyte. The electrolytic solution is not particularly limited, but an acid or an alkali which strongly reacts with the sample is avoided. In the electrochemical processing, since the target is a fine black defect on the mask, the probe 1 serving as the processing electrode has a fine electrode structure, and the distance to the black defect serving as the counter electrode is also an appropriate short distance. is important. Therefore, in the present invention, the entire probe 1 is not made of a conductive material, and only the tip portion is made of a conductive material. Further, the Z-axis stage 6 is controlled so as to be located at an appropriate close distance, and the position of the machining electrode holder 3 in the Z direction is adjusted. In the present invention, a region where an electrochemical reaction is performed by a fine electrode structure (tip diameter of several to several tens of nanometers) and an appropriate close distance (one to several hundred nanometers) is locally (ten to ten to several nanometers). (Several hundred nanometers). As a result, it is possible to realize a fine processing in which only the black defect portions that need to be removed are processed. This reaction is continued until the glass surface is exposed. However, unlike the ion beam processing, even when the glass surface is exposed, the portion does not react, so that the glass substrate is not damaged. As a final third step, it is confirmed whether the correction has been completed by the original observation function of the AFM. This is basically the same as the observation operation in the first stage, but it is to confirm whether the defect found at the beginning is removed by this observation. At that time, it is not always necessary to obtain an image of the entire mask, and the image may be confirmed by local scanning only in the vicinity of the initially detected defect area.

また、本発明は、前述したようにフォトマスクの細密化やリソグラフィーの光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを念頭に出発した。そのためには基本的に集束イオンビームを用いない欠陥修正ができればよいのであるが、これに代わり微細な加工を正確かつ効率的に実行できる手法を提示しなければならない。すなわち、マスクの黒欠陥を周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく比較的速くきれいに除去できる手法であることが求められる。   In addition, the present invention has been started with a view to eliminating various effects caused by ion beam irradiation used for defect correction in the trend of finer photomasks and shorter wavelengths of light sources for lithography as described above. For that purpose, basically, it is only necessary to be able to perform defect correction without using a focused ion beam. However, instead, a method capable of executing fine processing accurately and efficiently must be presented. In other words, it is required that the black defect of the mask be removed relatively quickly and cleanly without damaging the surrounding glass substrate.

このような状況の中で本出願人は電気化学的反応によって黒欠陥を除去する修正を行うことに想到し、微細な欠陥部分のみに電気化学的反応を起こさせるため、欠陥部と対向する電極に原子間力顕微鏡(AFM)の探針を用いることを研究してきた。その過程の中で更に微細な電極を形成させるため探針の基部は絶縁体で構成し、探針の先端部だけを導電材で構成し微細電極とするものとした。黒欠陥部を一方の電極とし電解液を介してこの探針先端部の微細電極を最適至近距離に対峙させ、所定の電流あるいは電圧を印加し、電気化学的反応によって黒欠陥を電解液中に溶解させるものである。本明細書ではこの探針を電気化学AFM用探針と呼ぶ。この一連の研究の中で本出願人は加工対象であるマスクの正常なパターンに影響を与えることなく、黒欠陥のみを電気化学的反応によって除去するには、マスク表面全体にレジスト(絶縁)膜を塗布し、しかる後欠陥部分のレジストを除いて表面を露出させ、電気化学AFM用の探針を該欠陥部位置に位置決めして電気化学的な反応によって該黒欠陥を除去する手法が効果的であるとの知見を得た。要するに正常なパターンやガラス基板の領域はレジスト膜で被覆状態におかれることにより保護され、表面が露出されている欠陥部分のみで電気化学的反応を起こさせるようにしたものである。   Under such circumstances, the present applicant has conceived of performing a correction to remove black defects by an electrochemical reaction, and in order to cause an electrochemical reaction only in a fine defect portion, an electrode opposed to the defect portion. The use of an atomic force microscope (AFM) probe has been studied. In order to form a finer electrode in the process, the base of the probe is made of an insulator, and only the tip of the probe is made of a conductive material to form a fine electrode. With the black defect part as one electrode, the fine electrode at the tip of the probe is opposed to the optimal close distance via the electrolyte, a predetermined current or voltage is applied, and the black defect is placed in the electrolyte by an electrochemical reaction. Is to dissolve. In this specification, this probe is referred to as a probe for electrochemical AFM. In this series of researches, the applicant of the present invention has proposed a method of removing only black defects by an electrochemical reaction without affecting a normal pattern of a mask to be processed, by using a resist (insulating) film on the entire mask surface. Then, the surface is exposed except for the resist at the defective portion, and a probe for electrochemical AFM is positioned at the position of the defective portion to remove the black defect by an electrochemical reaction. Was obtained. In short, a normal pattern or a region of a glass substrate is protected by being covered with a resist film, and an electrochemical reaction is caused only in a defect portion whose surface is exposed.

本発明の1実施例を示す。この実施例はAFM機能に走査型トンネル顕微鏡(STM)としての機能を備えるようにして、欠陥表面と探針先端部との適正至近距離を計測しその離間距離を設定し易くしたものである。本発明のプローブは電気化学的作用を持たせるため、探針1の先端部は電極となっており外部へのリード線L1 が接続されているので、そのままSTMとしての使用が可能であり、その構成を利用するようにした。以下に本実施例で黒欠陥修正を行う手法を図2のフローチャートに沿って時系列的に説明する。図3に示すものは修正する黒欠陥のモデルであり、上段は黒欠陥近傍平面図として示したもの、下段はその断面図である。この黒欠陥の位置はステップ1において二次元走査の通常のAFMの観察機能により検出する。ステップ2ではここで得られた欠陥位置情報を基にPZTスキャナー7を駆動し探針1を欠陥位置の上方に移動させる。ステップ3でAFMとして機能させていたプローブ顕微鏡をSTMとして機能させる。すなわち、図4に模式的に示すようにマスク黒欠陥部と探針先端の電極間に電源11'から低いバイアス電圧が印加される。このバイアス電圧により両者間にトンネル電流が流れるが、このトンネル電流をSTM制御手段12'により測定しつつ両者間の離間距離を適正至近距離になるようにZ軸ステージを駆動させて探針1の位置決めをする。ステップ4では探針1を加工用電極として機能させる。そのため、探針1の先端電極部とマスク間に電源11'からパルス電流(またはパルス電圧)を印加する。この実施例では導電性の探針を形成してその表面に絶縁性の材料を被覆し先端のみが露出する構造としている。ここでは、ガルバノスタットを用いた定電流や定電圧印加ではなく、パルス電流(またはパルス電圧)を用いるようにしているが、その理由は定電流や定電圧を用いた場合電極と電解液間にできる電気的二重層が電極面全体にでき電気化学的反応領域が広くなってしまうのに対し、このパルス電流(またはパルス電圧)を用いると交流的要素が作用し電気的二重層が先端部分に集中し電気化学的反応領域が狭くなるためである。1回のパルス電圧の印加で流れる電荷は定量となり、ステップ5では探針先端部位置を中心に狭い領域のマスク材が所定量分、電気化学的反応によって電解液中に溶解される。因みにここで用いた電解液はNaClの水溶液であり、この電気化学的反応は次のとおりである。   1 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, the AFM function is provided with a function as a scanning tunneling microscope (STM), so that an appropriate close distance between the defect surface and the tip of the probe is measured and the separation distance is easily set. Since the probe of the present invention has an electrochemical action, the tip of the probe 1 is an electrode, and the lead wire L1 to the outside is connected, so that it can be used as it is as an STM. Use configuration. Hereinafter, a method of performing the black defect correction in the present embodiment will be described in chronological order along the flowchart of FIG. FIG. 3 shows a model of a black defect to be corrected. The upper part is a plan view near the black defect, and the lower part is a sectional view thereof. The position of this black defect is detected in step 1 by the normal AFM observation function of two-dimensional scanning. In step 2, the PZT scanner 7 is driven based on the defect position information obtained here to move the probe 1 above the defect position. The probe microscope functioning as the AFM in step 3 is caused to function as the STM. That is, as shown schematically in FIG. 4, a low bias voltage is applied from the power supply 11 'between the mask black defect portion and the electrode at the tip of the probe. A tunnel current flows between the two due to the bias voltage. The Z-axis stage is driven so that the separation distance between the two becomes an appropriate close distance while the tunnel current is measured by the STM control means 12 '. Perform positioning. In step 4, the probe 1 is caused to function as a processing electrode. Therefore, a pulse current (or pulse voltage) is applied from the power supply 11 'between the tip electrode portion of the probe 1 and the mask. In this embodiment, a conductive probe is formed, its surface is coated with an insulating material, and only the tip is exposed. Here, a pulse current (or pulse voltage) is used instead of applying a constant current or a constant voltage using a galvanostat. The reason for this is that when a constant current or a constant voltage is used, there is a gap between the electrode and the electrolyte. When an electric double layer is formed over the entire electrode surface and the electrochemical reaction area is widened, when this pulse current (or pulse voltage) is used, an AC element acts and the electric double layer is formed at the tip. This is because the concentration is concentrated and the electrochemical reaction region becomes narrow. In step 5, a predetermined amount of the mask material in a narrow area centered on the tip of the probe is dissolved in the electrolyte by a predetermined amount in an electrochemical reaction. Incidentally, the electrolytic solution used here is an aqueous solution of NaCl, and this electrochemical reaction is as follows.

黒欠陥表面 Cr → Cr +2e → Cr +3e
探針側電極 2H+ +2e → H
このときの作動形態を図5に模式的に示した。すなわち、パルス電源11'からマスクと探針先端部の電極間にパルス状の電圧が印加され、欠陥部分に対し局部的な電気化学的反応が起こる。ステップ6では探針1を欠陥領域を二次元走査し、欠陥領域全般にわたりステップ4とステップ5の動作を繰り返し実行する。
Black defect surface Cr → Cr 2 + + 2e - Cr 3 + + 3e -
Probe side electrode 2H + + 2e → H 2
FIG. 5 schematically shows the operation mode at this time. That is, a pulsed voltage is applied between the mask and the electrode at the tip of the probe from the pulse power supply 11 ', and a local electrochemical reaction occurs at the defective portion. In step 6, the probe 1 scans the defect area two-dimensionally, and the operations of steps 4 and 5 are repeatedly performed over the entire defect area.

すべての欠陥領域のポイントにおける1回の加工を終えた時、ステップ7で1回の加工で除去されたマスク材の厚さ相当分ΔZだけZステージ6を駆動して探針1を下方に変位させ、再度欠陥表面と探針先端位置を適正至近距離に設定する。このときの作動形態を図6に模式的に示す。制御手段(AFMコントローラ12)からの指令によりZ軸ステージがZ方向にΔZ分変位させられ、その変位量は変位検出器で検出され、制御手段にフィードバックされる。なお、この位置制御機構はPZTスキャナー7によるX,Y方向の位置決めにおいても同様である。ステップ8ではΔZ分の変位により探針先端部がガラス基板面に到達したか否かを判定し、未だその位置まで来ていないときはステップ4に戻り電気化学的加工を繰り返す。探針先端部がガラス基板に到達したときは黒欠陥はすでに除去されたことになるためここで加工を終了する。ステップ9ではAFM機能により、加工後の試料面を観察し、黒欠陥が修正加工され、除去されたことを確認する。以上のステップを踏んで本発明の手法による黒欠陥修正動作を終了する。   When one processing at all the points of the defect area is completed, the Z stage 6 is driven by the amount ΔZ corresponding to the thickness of the mask material removed by the single processing in step 7 to displace the probe 1 downward. Then, the defect surface and the position of the probe tip are set again to an appropriate close distance. FIG. 6 schematically shows an operation mode at this time. The Z-axis stage is displaced by ΔZ in the Z direction in response to a command from the control means (AFM controller 12), and the amount of displacement is detected by a displacement detector and fed back to the control means. Note that this position control mechanism is the same for the positioning in the X and Y directions by the PZT scanner 7. In step 8, it is determined whether or not the tip of the probe has reached the glass substrate surface based on the displacement of ΔZ, and if it has not yet reached that position, the process returns to step 4 and the electrochemical processing is repeated. When the tip of the probe reaches the glass substrate, the black defect has already been removed, and the processing is terminated here. In step 9, the sample surface after processing is observed by the AFM function to confirm that the black defect has been corrected and removed. The black defect correcting operation according to the method of the present invention is completed through the above steps.

次に図7に示すフローチャートに従って、本発明の黒欠陥修正の手順を説明する。まず、ステップ1ではマスク面上の欠陥位置の把握を行う。AFMの観察機能によって顕微鏡画像を得、欠陥部分の位置情報を記憶しておく。欠陥は例えば図8上段平面図で模式的に示したような正常なパターンに隣接した黒欠陥である。ステップ2では図8上段側面図に示すようにマスク面全体にレジスト膜を塗布する。この際のレジスト材料は絶縁性のものであることが必要である。ステップ3では図8の中段に示すように欠陥位置にAFM探針を運び、欠陥領域に対応させて走査し、加工すべき欠陥領域のレジスト膜をスクラッチすなわち、機械的に引っ掻いて除去する。その結果の状態を図8の下段に示す。AFM探針を先の欠陥位置情報に基づいて試料ステージを駆動制御し、探針先端部の位置を欠陥部に位置合わせする。露出させる領域は図に模式的に示したように欠陥領域よりやや狭めにするのがよい。このレジスト膜を除去する手法としては集束イオンビームを用いたエッチングや電子ビームを用いた電子露光といったものもあるが、その場合には集束イオンビーム装置や電子ビーム装置を別途用意しなければならない。本発明は電子化学AFM装置だけですべての工程を処理することができる。   Next, the procedure of the black defect repair of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step 1, the position of a defect on the mask surface is ascertained. A microscope image is obtained by the observation function of the AFM, and positional information of the defective portion is stored. The defect is, for example, a black defect adjacent to a normal pattern as schematically shown in the upper plan view of FIG. In step 2, a resist film is applied to the entire mask surface as shown in the upper side view of FIG. At this time, the resist material needs to be an insulating material. In step 3, as shown in the middle of FIG. 8, the AFM probe is carried to the defect position, scanned corresponding to the defect area, and the resist film in the defect area to be processed is scratched, that is, mechanically scratched and removed. The resulting state is shown in the lower part of FIG. The drive of the sample stage is controlled based on the defect position information of the AFM probe, and the position of the tip of the probe is aligned with the defect. The region to be exposed is preferably slightly smaller than the defect region as schematically shown in the figure. Techniques for removing the resist film include etching using a focused ion beam and electron exposure using an electron beam. In such a case, a focused ion beam apparatus and an electron beam apparatus must be separately prepared. The present invention can process all the steps using only the electrochemical AFM apparatus.

ステップ4では試料を電解液が入った加工セル内において電気化学AFM装置の電気化学的反応によって欠陥を修正加工する。まず、先の欠陥位置情報に基づいて電気化学AFM用の探針を欠陥位置の上方に駆動制御する。すると黒欠陥部分は前工程で表面が露出された状態となっているため、図9に示すように黒欠陥表面と探針先端部は電解液を介して至近距離に対峙することになる。電気化学的反応を局所的に集中させるためには対向電極(探針先端部の導電部材)の径と黒欠陥表面と探針先端部の離間距離そして電荷の与え方が重要な要素となる。本発明では電気化学AFM用の探針として基部が絶縁性部材で先端部分のみ導電性の構造を持ち先端を先鋭化加工したものを用いる。また、両電極間にバイアス電圧を印加した状態でのトンネル電流を検出して距離を測定し、Z方向制御を行うなどして前記離間距離を最適至近距離に設定する。   In Step 4, the defect is corrected and processed by the electrochemical reaction of the electrochemical AFM device in the processing cell containing the electrolytic solution. First, the probe for the electrochemical AFM is driven and controlled above the defect position based on the defect position information. Then, since the surface of the black defect has been exposed in the previous process, the surface of the black defect and the tip of the probe face each other at a short distance via the electrolytic solution as shown in FIG. In order to concentrate the electrochemical reaction locally, the diameter of the counter electrode (the conductive member at the tip of the probe), the distance between the surface of the black defect and the tip of the probe, and the way of applying electric charges are important factors. In the present invention, as a probe for electrochemical AFM, a probe whose base is an insulating member, which has a conductive structure only at the tip, and whose tip is sharpened is used. Further, the distance is measured by detecting a tunnel current in a state in which a bias voltage is applied between both electrodes, and the separation distance is set to an optimum close distance by performing Z-direction control or the like.

本発明はこの電気化学的反応を欠陥部分のみで起こさせるため、それ以外の領域をレジスト膜で被覆しておく点に特徴を有する。このレジスト膜は絶縁性であるから、その部分で電気化学的反応が起こることはなく、黒欠陥表面と探針先端電極間で局部的な反応が起こる。ステップ5では両者間の離間距離を適正至近距離に設定しパルス電流又はパルス電圧を印加する。ここで定電流や定電圧を用いずにパルスを用いる理由は探針先端電極表面に形成される電気的二重層が全体に広がらず先端部に集中することで反応領域を狭くさせるためである。ステップ6で黒欠陥部分が電解液中に電気化学的反応で溶解してゆくが、その際の形態は図10に示すように円錐形状で溶解が進んでゆく。その電気化学反応は前述したように、
黒欠陥表面 Cr → Cr +2e → Cr +3e
探針側電極 2H+ +2e → H
となるから、黒欠陥部分のクロムはイオン化して電解液中に溶け込み、探針側電極では水を分解して水素ガスが発生する。
The present invention is characterized in that the other region is covered with a resist film in order to cause this electrochemical reaction only at the defective portion. Since this resist film is insulative, no electrochemical reaction occurs at that portion, and a local reaction occurs between the surface of the black defect and the probe tip electrode. In step 5, the separation distance between the two is set to an appropriate close distance, and a pulse current or pulse voltage is applied. Here, the reason why the pulse is used without using the constant current or the constant voltage is that the electric double layer formed on the electrode surface of the probe tip does not spread over the whole but concentrates on the tip portion, thereby narrowing the reaction region. In step 6, the black defect portion is dissolved in the electrolytic solution by an electrochemical reaction. In this case, the dissolution proceeds in a conical shape as shown in FIG. The electrochemical reaction, as described above,
Black defect surface Cr → Cr 2 + + 2e - Cr 3 + + 3e -
Tip electrode 2H + + 2e → H 2
Therefore, chromium in the black defect portion is ionized and dissolved in the electrolytic solution, and water is decomposed at the probe side electrode to generate hydrogen gas.

ステップ7では円錐形状の穴がガラス基板に達したか否かを確認し、達していない場合にはステップ8に進み1回のパルス処理で溶解した深さ分探針をZ方向に変位させ、ステップ5に戻り、ステップ6までの作業を繰り返す。この際の溶解形態は図10の右下円内部分図で示すように、欠陥部分が円錐形状で溶解してゆき何回かの繰り返し反応で円錐形状の先端がガラス基板面に到達する。すると、穴底のガラス面を押し開くように急激に溶解が進みパターンのエッジが急峻に仕上がる。この現象はレジスト被覆を施した本発明の手法において顕著な現象である。パターンのエッジ急峻に仕上がるということはフォトマスクとして境界を鮮明にするということを意味し、極めて好ましい現象である。因みにこの角度を測定したところ約85°であった。レジスト膜を施した場合何故エッジが立つのかの理由は、正常なパターン領域はレジストで被覆されていることにより、電解液と接することがなく電気化学的反応が完全に抑制されるためと解される。なお、欠陥部分への電位は正常パターンを介して供給されるため、欠陥部分の領域が広い大きな黒欠陥の場合には正常パターンに接していない外側部分から加工を始めるようにするのがよい。正常パターンから黒欠陥が分離され孤立形態となると電荷供給が厄介となるためである。   In step 7, it is checked whether or not the conical hole has reached the glass substrate. If not, the process proceeds to step 8 and the probe is displaced in the Z direction by the depth melted by one pulse processing. Returning to step 5, the operations up to step 6 are repeated. In this case, as shown in the partial view in the lower right circle in FIG. 10, the defective portion melts in a conical shape, and the tip of the conical shape reaches the glass substrate surface by several repeated reactions. Then, melting rapidly proceeds to push open the glass surface at the bottom of the hole, and the edge of the pattern is sharply finished. This phenomenon is a remarkable phenomenon in the method of the present invention in which a resist coating is applied. Finishing the pattern steeply means clearing the boundary as a photomask, which is an extremely preferable phenomenon. Incidentally, when this angle was measured, it was about 85 °. It is understood that the reason why the edge is formed when the resist film is formed is that the normal pattern area is covered with the resist, so that the electrochemical reaction is completely suppressed without contact with the electrolytic solution. You. Since the potential to the defective portion is supplied via the normal pattern, in the case of a large black defect having a large area of the defective portion, it is preferable to start processing from the outer portion not in contact with the normal pattern. This is because supply of electric charge becomes troublesome when a black defect is separated from a normal pattern and becomes an isolated form.

ガラス基板が露出した時点で修正加工を終了し、ステップ9でレジスト膜を除去し、マスク面を全面的に露出させる。この加工を終えたマスクを本来のAFM機能で凹凸形状を検出して画像化し黒欠陥が除去されたことを確認することができる。   At the time when the glass substrate is exposed, the correction processing is completed. In step 9, the resist film is removed, and the mask surface is entirely exposed. The processed mask is detected and imaged by detecting the uneven shape by the original AFM function, and it can be confirmed that the black defect has been removed.

また、本発明は、前述したようにフォトマスクの細密化やリソグラフィーの光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを課題として出発した。そのためには基本的に集束イオンビームを用いない欠陥修正ができればよいのであるが、これに代わり微細な加工を正確かつ効率的に実行できる手法を提示しなければならない。すなわち、マスクの黒欠陥を周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく比較的速くきれいに除去できる手法であることが求められる。   In addition, the present invention has started with an object to remove various effects caused by ion beam irradiation used for defect correction in the trend of miniaturization of a photomask and short wavelength of a light source of lithography as described above. For that purpose, basically, it is only necessary to be able to perform defect correction without using a focused ion beam. However, instead, a method capable of executing fine processing accurately and efficiently must be presented. In other words, it is required that the black defect of the mask be removed relatively quickly and cleanly without damaging the surrounding glass substrate.

このような状況の中で本出願人は電気化学的反応によって黒欠陥を除去する修正を行うことに想到し、微細な欠陥部分のみに電気化学的反応を起こさせるため、欠陥部と対向する電極に原子間力顕微鏡(AFM)の探針を用いることを研究してきた。その過程の中で更に微細な電極を形成させるため探針の基部は絶縁体で構成し、探針の先端部だけを導電材で構成し微細電極とするものとした。黒欠陥部を一方の電極とし電解液を介してこの探針先端部の微細電極を最適至近距離に対峙させ、所定の電流あるいは電圧を印加し電気化学的反応によって黒欠陥を電解液中に溶解させるものである。本明細書ではこの探針を電気化学AFM用探針と呼ぶ。この一連の研究の中で本出願人は加工対象であるマスクの正常なパターンに影響を与えることなく、黒欠陥のみを電気化学的反応によって除去するには、マスク表面全体にレジスト(絶縁)膜を塗布し、しかる後欠陥部分のレジストを除いて表面を露出させ、電気化学AFM用の探針を該欠陥部位置に位置決めして電気化学的な反応によって該黒欠陥を除去する手法が効果的であるとの知見を得た。要するに正常なパターンやガラス基板の領域はレジスト膜で被覆状態におかれることにより保護され、表面が露出されている欠陥部分のみで電気化学的反応を起こさせるようにしたものである。   Under such circumstances, the present applicant has conceived of performing a correction to remove black defects by an electrochemical reaction, and in order to cause an electrochemical reaction only in a fine defect portion, an electrode opposed to the defect portion. The use of an atomic force microscope (AFM) probe has been studied. In order to form a finer electrode in the process, the base of the probe is made of an insulator, and only the tip of the probe is made of a conductive material to form a fine electrode. Using the black defect as one electrode, the fine electrode at the tip of the probe is opposed to the optimal close distance via the electrolyte, and a predetermined current or voltage is applied to dissolve the black defect in the electrolyte by electrochemical reaction. It is to let. In this specification, this probe is referred to as a probe for electrochemical AFM. In this series of researches, the applicant of the present invention has proposed a method of removing only black defects by an electrochemical reaction without affecting a normal pattern of a mask to be processed, by using a resist (insulating) film on the entire mask surface. Then, the surface is exposed except for the resist at the defective portion, and a probe for electrochemical AFM is positioned at the position of the defective portion to remove the black defect by an electrochemical reaction. Was obtained. In short, a normal pattern or a region of a glass substrate is protected by being covered with a resist film, and an electrochemical reaction is caused only in a defect portion whose surface is exposed.

次に図11に示すフローチャートに従って、本発明の黒欠陥修正の変形手順を説明する。まず、ステップ1ではマスク面上の欠陥位置の把握を行う。走査型電子顕微鏡(SEM)、走査型イオン顕微鏡(SIM)あるいは走査型AFMの観察機能によって顕微鏡画像を得、欠陥部分の位置情報を記憶しておく。欠陥は例えば図12の上段平面図で模式的に示したような正常なパターンに隣接した黒欠陥である。ステップ2では図12の上段側断面図に示すようにマスク面全体にレジスト膜を塗布する。この際のレジスト材料は絶縁性のものであることが必要で電子線ビームを用いる場合には電子線レジストを用いる。ステップ3では図12の中段に示すように集束荷電粒子ビームを照射し、加工すべき欠陥領域のレジスト膜を図12の下段に示すように除去する。集束荷電粒子ビームには集束イオンビーム若しくは電子ビームを用いるものとし、そのいずれかの鏡筒に対し先の欠陥位置情報に基づいて試料ステージを駆動制御し、ビーム照射の位置を欠陥部に位置合わせする。ビーム照射によって欠陥部分のレジスト膜を除去するのであるが、集束イオンビームを用いる場合はスパッタエッチング又はガスアシストエッチングする方法と、電子ビームを用いた場合はレジストを電子線感光させて現像除去するかガスアシストエッチングするかの方法で黒欠陥の表面を露出させる。露出させる領域は図に模式的に示したように欠陥領域よりやや狭めにするのがよい。この際の作業は荷電粒子ビーム装置の真空チャンバ内の作業となる。   Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 11, a description will be given of a modification procedure of the black defect correction of the present invention. First, in step 1, the position of a defect on the mask surface is ascertained. A microscope image is obtained by an observation function of a scanning electron microscope (SEM), a scanning ion microscope (SIM), or a scanning AFM, and positional information of a defective portion is stored. The defect is, for example, a black defect adjacent to a normal pattern as schematically shown in the upper plan view of FIG. In step 2, a resist film is applied to the entire mask surface as shown in the upper side sectional view of FIG. At this time, the resist material needs to be an insulating material. When an electron beam is used, an electron beam resist is used. In step 3, the focused charged particle beam is irradiated as shown in the middle part of FIG. 12, and the resist film in the defect area to be processed is removed as shown in the lower part of FIG. The focused ion beam or electron beam is used as the focused charged particle beam, and the sample stage is driven and controlled for any one of the lens barrels based on the defect position information, and the beam irradiation position is aligned with the defect. I do. The resist film at the defective portion is removed by beam irradiation.If a focused ion beam is used, a method of sputter etching or gas assist etching is used.If an electron beam is used, the resist is exposed to an electron beam and developed and removed. The surface of the black defect is exposed by a gas assisted etching method. The region to be exposed is preferably slightly smaller than the defect region as schematically shown in the figure. The operation at this time is an operation in the vacuum chamber of the charged particle beam device.

ステップ4では試料を真空チャンバから電気化学AFM装置の加工セル内に移し欠陥修正加工を実行する。まず、先の欠陥位置情報に基づいて電気化学AFM用の探針を欠陥位置の上方に駆動制御する。すると黒欠陥部分は前工程で表面が露出された状態となっているため、図9に示すように黒欠陥表面と探針先端部は電解液を介して至近距離に対峙することになる。電気化学的反応を局所的に集中させるためには対向電極(探針先端部の導電部材)の径と黒欠陥表面と探針先端部の離間距離そして電荷の与え方が重要な要素となる。本発明では電気化学AFM用の探針として基部が絶縁性部材で先端部分のみ導電性の構造を持ち先端を先鋭化加工したものを用いる。また、両電極間にバイアス電圧を印加した状態でのトンネル電流を検出して距離を測定し、Z方向制御を行うなどして前記離間距離を最適至近距離に設定する。   In Step 4, the sample is transferred from the vacuum chamber into the processing cell of the electrochemical AFM apparatus, and the defect is corrected. First, the probe for the electrochemical AFM is driven and controlled above the defect position based on the defect position information. Then, since the surface of the black defect has been exposed in the previous process, the surface of the black defect and the tip of the probe face each other at a short distance via the electrolytic solution as shown in FIG. In order to concentrate the electrochemical reaction locally, the diameter of the counter electrode (the conductive member at the tip of the probe), the distance between the surface of the black defect and the tip of the probe, and the way of applying electric charges are important factors. In the present invention, as a probe for electrochemical AFM, a probe whose base is an insulating member, which has a conductive structure only at the tip, and whose tip is sharpened is used. Further, the distance is measured by detecting a tunnel current in a state in which a bias voltage is applied between both electrodes, and the separation distance is set to an optimum close distance by performing Z-direction control or the like.

本発明はこの電気化学的反応を欠陥部分のみで起こさせるため、それ以外の領域をレジスト膜で被覆しておく点に特徴を有する。このレジスト膜は絶縁性であるから、その部分で電気化学的反応が起こることはなく、黒欠陥表面と探針先端電極間で局部的な反応が起こる。ステップ5では両者間の離間距離を適正至近距離に設定しパルス電流又はパルス電圧を印加する。ここで定電流や定電圧を用いずにパルスを用いる理由は探針先端電極表面に形成される電気的二重層が全体に広がらず先端部に集中することで反応領域を狭くさせるためである。ステップ6で黒欠陥部分が電解液中に電気化学的反応で溶解してゆくが、その際の形態は図10に示すように円錐形状で溶解が進んでゆく。すなわち、黒欠陥部分のクロムはイオン化して電解液中に溶け込み、探針側電極では水を分解して水素ガスが発生する。   The present invention is characterized in that the other region is covered with a resist film in order to cause this electrochemical reaction only at the defective portion. Since this resist film is insulative, no electrochemical reaction occurs at that portion, and a local reaction occurs between the surface of the black defect and the probe tip electrode. In step 5, the separation distance between the two is set to an appropriate close distance, and a pulse current or pulse voltage is applied. The reason why a pulse is used without using a constant current or a constant voltage is that the electric double layer formed on the surface of the tip electrode of the probe does not spread over the whole but concentrates on the tip, thereby narrowing the reaction region. In step 6, the black defect portion is dissolved in the electrolytic solution by an electrochemical reaction. In this case, the dissolution proceeds in a conical shape as shown in FIG. That is, chromium in the black defect portion is ionized and dissolved in the electrolytic solution, and the probe-side electrode decomposes water to generate hydrogen gas.

ステップ7では円錐形状の穴がガラス基板に達したか否かを確認し、達していない場合にはステップ8に進み1回のパルス処理で溶解した深さ分探針をZ方向に変位させ、ステップ5に戻り、ステップ6までの作業を繰り返す。この際の溶解形態は図10の右下円内部分図で示すように、欠陥部分が円錐形状で溶解してゆき何回かの繰り返し反応で円錐形状の先端がガラス基板面に到達する。すると、穴底のガラス面を押し開くように急激に溶解が進みパターンのエッジが急峻に仕上がる。この現象はレジスト被覆を施した本発明の手法において顕著な現象である。パターンのエッジ急峻に仕上がるということはフォトマスクとして境界を鮮明にするということを意味し、極めて好ましい現象である。因みにこの角度を測定したところ約85°であった。レジスト膜を施した場合何故エッジが立つのかの理由は、正常なパターン領域はレジストで被覆されていることにより、電解液と接することがなく電気化学的反応が完全に抑制されるためと解される。なお、欠陥部分への電位は正常パターンを介して供給されるため、欠陥部分の領域が広い大きな黒欠陥の場合には正常パターンに接していない外側部分から加工を始めるようにするのがよい。正常パターンから黒欠陥が分離され孤立形態となると電荷供給が厄介となるためである。   In step 7, it is checked whether or not the conical hole has reached the glass substrate. If not, the process proceeds to step 8 and the probe is displaced in the Z direction by the depth melted by one pulse processing. Returning to step 5, the operations up to step 6 are repeated. In this case, as shown in the partial view in the lower right circle in FIG. 10, the defective portion melts in a conical shape, and the tip of the conical shape reaches the glass substrate surface by several repeated reactions. Then, melting rapidly proceeds to push open the glass surface at the bottom of the hole, and the edge of the pattern is sharply finished. This phenomenon is a remarkable phenomenon in the method of the present invention in which a resist coating is applied. Finishing the pattern steeply means clearing the boundary as a photomask, which is an extremely preferable phenomenon. Incidentally, when this angle was measured, it was about 85 °. It is understood that the reason why the edge is formed when the resist film is formed is that the normal pattern area is covered with the resist, so that the electrochemical reaction is completely suppressed without contact with the electrolytic solution. You. Since the potential to the defective portion is supplied via the normal pattern, in the case of a large black defect having a large area of the defective portion, it is preferable to start processing from the outer portion not in contact with the normal pattern. This is because supply of electric charge becomes troublesome when a black defect is separated from a normal pattern and becomes an isolated form.

ガラス基板が露出した時点で修正加工を終了し、ステップ9でレジスト膜を除去し、マスク面を全面的に露出させる。この加工を終えたマスクを本来のAFM機能で凹凸形状を検出して画像化し黒欠陥が除去されたことを確認することができる。   At the time when the glass substrate is exposed, the correction processing is completed. In step 9, the resist film is removed, and the mask surface is entirely exposed. The processed mask is detected and imaged by detecting the uneven shape by the original AFM function, and it can be confirmed that the black defect has been removed.

また、本発明は、前述したようにフォトマスクの細密化やリソグラフィーの光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを1つの課題にして研究された。そのためには基本的に集束イオンビームを用いない欠陥修正ができればよいのであるが、これに代わり微細な加工を正確かつ効率的に実行できる手法を提示しなければならない。すなわち、マスクの黒欠陥を周辺のガラス基板に損傷を与えることがなく比較的速くきれいに除去できる手法であることが求められる。そこで、欠陥部の材質としてはクロムのような導電性の物質を想定し、これを電気化学的手法で除去することに想到した。電気化学的手法で欠陥素材を電解溶液中に溶かしてしまう反応は周辺のガラス基板に損傷を与えることがないことから、その点で求められる要件を満たすものであるが、問題は微細構造である欠陥部のみを除去する加工をこの手法で実現させることである。マスクにおける黒欠陥の素材はマスクパターンの素材でもあることから本来のマスクパターンがこの電気化学的手法で除去されては新たな白欠陥を作ることとなり、欠陥修正にはならない。フォトマスクの現状から勘案すると十乃至数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。局部的な反応を実現させるためには欠陥部に対向する電極の細さと距離といった構造上の条件と、両電極間に与える電荷量が重要な条件となる。そこで、本発明では電極としてプローブ顕微鏡の探針を用いることに想到した。先端部を数乃至数十ナノメートルに尖らせ導電性とした探針を電極として用いようというものである。この細い電極を1乃至百ナノメートルの至近距離に位置決めすることで所望の局所的反応を実現することができる。   In addition, as described above, the present invention aims at eliminating various effects caused by ion beam irradiation used for defect correction in the trend of miniaturization of photomasks and shorter wavelengths of light sources for lithography as described above. Was done. For that purpose, basically, it is only necessary to be able to perform defect correction without using a focused ion beam. However, instead, a method capable of executing fine processing accurately and efficiently must be presented. In other words, it is required that the black defect of the mask be removed relatively quickly and cleanly without damaging the surrounding glass substrate. Therefore, assuming that a conductive material such as chromium is used as the material of the defective portion, the inventors have conceived of removing the conductive material by an electrochemical method. The reaction of dissolving the defective material in the electrolytic solution by the electrochemical method does not damage the surrounding glass substrate, so it satisfies the requirements required in that respect, but the problem is the fine structure The purpose of this method is to remove only the defective portion. Since the material of the black defect in the mask is also the material of the mask pattern, if the original mask pattern is removed by this electrochemical method, a new white defect will be created and the defect will not be corrected. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction. In order to realize a local reaction, structural conditions such as the fineness and distance of an electrode facing a defect and the amount of charge given between the two electrodes are important conditions. Thus, the present invention has conceived of using a probe of a probe microscope as an electrode. It is intended to use a probe whose tip is sharpened to several to several tens of nanometers and made conductive. By positioning this thin electrode at a close distance of 1 to 100 nanometers, a desired local reaction can be realized.

この電気化学的反応を利用した黒欠陥修正加工は、リバーベッド現象を起こすこともなく、AFMの探針として上記のような構造を採用するなどすることで微細構造に対し精緻な加工を可能にするものであるが、修正加工に要する時間が従来のFIB装置を用いた手法に比べて多く掛かってしまうという欠点がある。そこで、本発明ではリバーベッド現象を起こすことがない領域の加工をFIBによるエッチングで行い、残された部分の加工だけをこの電気化学的反応で実行することに想到した。リバーベッド現象を起こすことがない領域の加工をFIBによるエッチングで行う点では、先の特許文献1と同じである。リバーベッド現象が欠陥部に照射されたイオンがはじかれた近傍のガラス基板面にあたること、或いはイオンビームが正規分布をなしその裾部分が近傍のガラス基板面にあたることに起因することに鑑み、欠陥領域の周縁部を除く中央部分のみを加工するようにすれば、リバーベッド現象の発生を避けることができる。この発想は先の文献1と同様であるが、本発明では加工する中央部分もガラス基板近傍は残すようにした。それはガラス基板の面までFIBでエッチングするとどうしてもガラス基板にもダメージを与えてしまうためである。この部分も含めFIB加工で残された欠陥を電気化学的反応で除去するようにした。黒欠陥の大部分はすでにFIB加工で除去されているのでこの加工に要する時間はさほど多くはないこととなる。   The black defect repairing process using this electrochemical reaction does not cause the riverbed phenomenon, and enables fine processing of fine structures by adopting the above-mentioned structure as an AFM probe. However, there is a disadvantage that the time required for the correction processing is longer than that of the conventional method using the FIB apparatus. Therefore, in the present invention, it has been conceived that processing of a region where the riverbed phenomenon does not occur is performed by etching using FIB, and only processing of the remaining portion is performed by this electrochemical reaction. This is the same as Patent Document 1 in that a region where the riverbed phenomenon does not occur is processed by FIB etching. In view of the fact that the riverbed phenomenon is caused by the fact that the ions irradiated on the defective portion hit the glass substrate surface in the vicinity where the ions were repelled, or that the ion beam has a normal distribution and its skirt hits the nearby glass substrate surface, the defect By processing only the central portion excluding the peripheral edge of the region, the occurrence of the riverbed phenomenon can be avoided. This idea is the same as in the above-mentioned document 1, but in the present invention, the center portion to be processed is also left near the glass substrate. This is because if the surface of the glass substrate is etched by FIB, the glass substrate is inevitably damaged. Defects left by the FIB processing including this part are removed by an electrochemical reaction. Since most of the black defects have already been removed by the FIB processing, the time required for this processing is not so long.

次に示す本発明の修正加工方法は、まず、第一段階としてFIB装置を用い、マスクの顕微鏡画像を得て欠陥位置情報を取り込み記憶すると共に、このFIB装置によって欠陥領域の周縁部を除く中央部分の大部分をエッチング加工する。しかる後、第二段階として図1に示した装置を用い、残された黒欠陥を電気化学的に電解処理するものである。次に図13に示すフローチャートに従ってこの黒欠陥修正の手順を説明する。まず、ステップ1ではマスク面上の欠陥位置の把握を行う。走査型イオン顕微鏡(SIM)の観察機能によって顕微鏡画像を得、欠陥部分の位置情報を記憶しておく。欠陥は例えば図14の上段平面図と側断面図で模式的に示したような正常なパターンに隣接した黒欠陥である。ステップ2では図14の中段に示すように欠陥部領域に集束イオンビーム(FIB)を照射し黒欠陥をエッチング除去する。この際の照射領域は欠陥領域の周縁部を避けると共に照射を行う欠陥中央部領域についてもガラス基板近傍部分はエッチングしないように残すことが肝要である。周縁部にFIBを照射しない理由はリバーベッド現象を回避するためであり、ガラス基板近傍部分を残す理由はガラス基板にFIBによるダメージを与えないようにするためである。エッチングの手法としてはスパッタエッチング又はガスアシストエッチングを用いることができる。以上の作業がFIB装置によって行われる第一段階の工程である。   In the following correction processing method of the present invention, first, a FIB apparatus is used as a first step, a microscope image of a mask is obtained, defect position information is fetched and stored, and the FIB apparatus removes the center of the defect area except for the peripheral edge. Most of the parts are etched. Thereafter, as a second stage, the remaining black defects are electrochemically electrolytically treated using the apparatus shown in FIG. Next, the procedure of the black defect repair will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step 1, the position of a defect on the mask surface is ascertained. A microscope image is obtained by an observation function of a scanning ion microscope (SIM), and positional information of a defective portion is stored. The defect is, for example, a black defect adjacent to a normal pattern as schematically shown in the upper plan view and the side sectional view of FIG. In step 2, as shown in the middle part of FIG. 14, a focused ion beam (FIB) is irradiated to the defect region to remove black defects by etching. In this case, it is important that the irradiation area avoids the peripheral edge of the defect area and also leaves the vicinity of the glass substrate in the center area of the defect to be irradiated so as not to be etched. The reason why the peripheral portion is not irradiated with the FIB is to avoid the riverbed phenomenon, and the reason that the portion near the glass substrate is left is to prevent the FIB from being damaged by the FIB. As an etching technique, sputter etching or gas assisted etching can be used. The above operation is the first stage process performed by the FIB device.

ステップ3で被加工試料であるマスクを電気化学的反応による加工を行う電解加工装置(以下これを電気化学AFM装置と呼ぶ。)に移してこれ以降の第二段階の加工を実行する。ステップ3では図14の下段に示すように先のステップ2でFIB照射を行わず残っている黒欠陥周縁部のXY二次元位置に電気化学AFMの探針の先を移動させる。この位置は正常なパターンから最も遠い位置に位置決めされる。それは加工によってこの部分が孤立領域になると電荷の供給が難しくなるからである。電解加工を行う際の黒欠陥と探針先端電極との離間距離は電気化学的反応を起こす領域に影響するため、適正な至近距離に設定することが肝要である。ステップ4で適正な至近距離に設定を行なうが、本発明では両者間にバイアス電圧を印加してトンネル電流を測定しながらZ方向位置を設定するのが適当である。ステップ5では位置が決められた両者間に所定電流若しくは所定電圧パルスを印加し、残された黒欠陥を電気化学的反応で電解液中に溶解させる。ここで定電流や定電圧を用いずにパルスを用いる理由は探針先端電極表面に形成される電気的二重層が全体に広がらず先端部に集中することで反応領域を狭くさせるためである。ステップ6で残された黒欠陥の電解加工が実行され、黒欠陥部分のクロムはイオン化して電解液中に溶け込み、探針側電極では水を分解して水素ガスが発生する。欠陥領域が広い場合はPZTスキャナー7を駆動させて探針1の位置を正常パターンに徐々に近くなる方向にXY方向にラスタ走査しながらこのステップ5と6を繰り返す。   In step 3, the mask, which is a sample to be processed, is transferred to an electrolytic processing apparatus (hereinafter, referred to as an electrochemical AFM apparatus) for performing processing by an electrochemical reaction, and the subsequent second stage processing is executed. In step 3, as shown in the lower part of FIG. 14, the tip of the electrochemical AFM tip is moved to the XY two-dimensional position of the periphery of the remaining black defect without performing FIB irradiation in the previous step 2. This position is positioned farthest from a normal pattern. This is because supply of electric charge becomes difficult when this portion becomes an isolated region by processing. Since the separation distance between the black defect and the probe tip electrode when performing the electrolytic processing affects the region in which the electrochemical reaction occurs, it is important to set an appropriate close distance. In step 4, an appropriate close distance is set. In the present invention, it is appropriate to set a position in the Z direction while measuring a tunnel current by applying a bias voltage between the two. In step 5, a predetermined current or a predetermined voltage pulse is applied between the two positions, and the remaining black defects are dissolved in the electrolytic solution by an electrochemical reaction. The reason why a pulse is used without using a constant current or a constant voltage is that the electric double layer formed on the surface of the tip electrode of the probe does not spread over the whole but concentrates on the tip, thereby narrowing the reaction region. Electrolytic processing of the black defect left in step 6 is performed, and chromium in the black defect portion is ionized and dissolved in the electrolytic solution, and water is decomposed at the probe side electrode to generate hydrogen gas. If the defect area is large, steps 5 and 6 are repeated while driving the PZT scanner 7 to raster-scan the probe 1 in the XY directions in a direction gradually approaching the normal pattern.

ステップ7では黒欠陥が除去されガラス基板に達したか否かを確認し、達していない場合にはステップ8に進み1回のパルス処理で溶解した深さ分探針をZ方向に変位させ、ステップ5に戻り、ステップ6までの作業を繰り返す。この際の溶解形態は、欠陥領域周縁部分がV字形状で溶解してゆき何回かの繰り返し反応でV字形状の先端がガラス基板面に到達する。中央部穴底に残された黒欠陥は層が数nm程度に薄い場合はガラス面を押し開くように急激に溶解が進むが、ある程度の厚さが残っている場合は探針1をラスター状に走査する過程で溶解する。図15に黒欠陥がきれいに溶解し消失したところを模式的に示す。 ステップ9では第三段階としてAFMの観察機能を用い、マスク面を走査して表面形状画像を撮り黒欠陥が修正除去されたことを確認する。以上で本発明による一連の作業を終了する。   In step 7, it is checked whether the black defect has been removed and the glass substrate has been reached. If not, the process proceeds to step 8 and the probe is displaced in the Z direction by the depth melted by one pulse processing. Returning to step 5, the operations up to step 6 are repeated. In the melting mode at this time, the peripheral portion of the defect region melts in a V-shape, and the V-shaped tip reaches the glass substrate surface by several repeated reactions. The black defect left at the bottom of the center hole rapidly dissolves so as to push open the glass surface when the layer is as thin as several nm, but when a certain thickness remains, the probe 1 is raster-shaped. Dissolves in the process of scanning. FIG. 15 schematically shows where the black defect is dissolved and disappears cleanly. In step 9, as the third step, the observation function of the AFM is used to scan the mask surface to take a surface shape image and confirm that the black defect has been corrected and removed. Thus, a series of operations according to the present invention is completed.

本発明の欠陥修正方法を実施する装置としては、まず、第一段階を行うFIB装置であるが、基本的に従来のマスクリペア用のFIB装置と大きく変わるところはない。ただ、この装置で把握した欠陥位置情報に基づき欠陥領域の周縁部を避けてFIBを照射すると共に照射を行う欠陥中央部領域についてもガラス基板近傍部分はエッチングしないように作動させることと、この位置情報を第二段階の作業を行う電気化学AFM装置に伝達する機能を備えていることが必要である。前者については割り出し演算とその結果に基づく駆動制御を実行させるソフトを準備することで対応でき、後者についてはFIB装置と電気化学AFM装置の制御部間のエクスポート,インポート機能を備えるようにするか制御部として両装置共通のパソコン形態とすることで対応することができる。   The FIB apparatus for performing the first step is an apparatus for performing the defect repair method of the present invention, but there is basically no significant difference from the conventional FIB apparatus for mask repair. However, based on the defect position information grasped by this apparatus, the FIB is irradiated so as to avoid the periphery of the defect area, and the central part of the defect to be irradiated is operated so that the vicinity of the glass substrate is not etched. It is necessary to have a function to transmit information to the electrochemical AFM device that performs the second stage operation. The former can be dealt with by preparing software for executing an indexing operation and a drive control based on the result, and the latter can be controlled by providing an export / import function between the control unit of the FIB device and the electrochemical AFM device. This can be handled by using a personal computer form common to both devices as a unit.

第二段階の作業を行う電気化学AFM装置については、基本構成として先端部を電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、FIB装置で得た欠陥位置情報に基づいてマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能を持つことが必要である。そして、微細な電解加工を実現するためにAFM探針は先端部のみを先鋭な導電材で形成して電極とし、他の部分を絶縁体で構成したものを採用する。このような探針構造は探針を導電材で形成しその先端部以外を絶縁体で被覆するとか細い導電性のワイヤーを絶縁性のキャピラリー内に挿入し先端部を露出させて先鋭化するなどの手法で作製することができる。   As for the electrochemical AFM device for performing the second stage operation, as a basic configuration, an AFM probe having a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, the probe tip portion and a mask A power supply for applying a predetermined current or a predetermined voltage between the probe and a surface; and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in X, Y, and Z directions, and a mask based on defect position information obtained by the FIB apparatus. It is necessary to have a processing function to remove black defects by an electrochemical reaction. Then, in order to realize fine electrolytic processing, an AFM probe having only a tip portion formed of a sharp conductive material as an electrode and an other portion formed of an insulator is used. In such a probe structure, the probe is formed of a conductive material, and the tip other than the tip is covered with an insulator, or a thin conductive wire is inserted into an insulating capillary to expose the tip and sharpen the tip. It can be produced by a technique.

また、探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び定電流又は定電圧のパルスを供給できるものとし、バイアス電圧を供給することにより、探針とマスク黒欠陥との間に生じるトンネル電流を測定することで電気化学的反応を起こす際の適正至近距離を測定して設定することが可能となる。AFMとしての機能に加えてSTM機能を持たせることができる。また、所定電流又は所定電圧のパルスを供給する機能を備えることで、前述したように電気化学的反応領域を局所的に限定させることが可能となる。   The power supply connected between the tip of the probe and the mask surface is capable of supplying a bias voltage and a pulse of a constant current or a constant voltage. By measuring the tunnel current generated therebetween, it becomes possible to measure and set an appropriate short distance when an electrochemical reaction occurs. An STM function can be provided in addition to the AFM function. In addition, by providing a function of supplying a pulse of a predetermined current or a predetermined voltage, the electrochemical reaction region can be locally limited as described above.

さて、本出願人は、前述したようにフォトマスクの細密化やリソグラフィーの光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを1つの課題として研究を進めてきた。欠陥部の材質としてはクロムのような導電性の物質を想定し、これを電気化学的手法で除去することに想到した。微細構造である欠陥部のみを除去する加工をこの手法で実現させることである。フォトマスクの現状から勘案すると十から数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。電気化学的反応を局所的に限定して起こさせるためには、欠陥部に対向する電極の細さと距離と電荷量が重要な条件である。正常なマスクパターンに影響を及ぼさない局部的な反応を実現させるためには、先鋭なプローブ顕微鏡の探針の最先端部分以外を絶縁被覆することが必要となった。すなわち、次に示す本発明はその対向電極となるプローブ先端の露出面積を小さくし、かつ先鋭化を如何にして実現するかという技術的思想である。   Now, as described above, the applicant of the present application has studied to eliminate various effects caused by ion beam irradiation used for defect correction in the trend of finer photomasks and shorter wavelengths of light sources for lithography. Has been advanced. Assuming that a conductive material such as chromium is used as the material of the defective portion, the inventors have conceived of removing the conductive material by an electrochemical method. The purpose of this invention is to realize a process for removing only a defective portion which is a microstructure. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction. In order to cause the electrochemical reaction to be locally restricted, the fineness and distance of the electrode facing the defect and the amount of charge are important conditions. In order to realize a local reaction that does not affect a normal mask pattern, it is necessary to insulate the tip of the probe of a sharp probe microscope other than the tip of the tip. In other words, the present invention described below is a technical idea of how to reduce the exposed area of the probe tip serving as the counter electrode and achieve sharpening.

この電解加工は上記の装置を用い、第一段階としてPZTスキャナー7の駆動位置情報と光学的変位検出器5が検出するカンチレバー2の変位情報とを得てAFMとしての観察機能で試料面上の黒欠陥位置を検出特定する。この観察結果から得られた欠陥位置情報は観察用コンピュータから加工用コンピュータに送られ、第二段階として黒欠陥修正を実行する。まず、探針1が黒欠陥部分に位置するように先の欠陥位置情報に基づいてPZTスキャナー7を駆動制御する。欠陥領域と探針1の先端が対峙させられた状態で加工用ガルバノスタット11が作動し、導電性を持つマスク材料と電解液を介して対峙する導電性を備えた探針先端との間に電圧を印加し、電気化学的な反応を起こさせ黒欠陥を電解液中に溶解させる。この電解液は特に種類を選ばないが酸やアルカリ等が強く試料と化学的反応を起こしてしまうものは避ける。電気化学的加工は対象がマスク上の微細な黒欠陥であることから加工電極となる探針1は微細な電極構造であり、対向電極となる黒欠陥との距離も適正至近距離であることが重要となる。適正な至近距離に位置されるようにZ軸ステージ6を制御し、加工用電極ホルダ3のZ方向位置を調整する。本発明では探針先端部の微細な電極構造(先端径が数〜数十ナノメートル)と適正至近距離(一〜数百ナノメートル)により電気化学的反応がなされる領域を局所的(十〜数百ナノメートル)に限定させることができる。これにより、除去の必要な黒欠陥部分のみを加工対象とする精緻な加工が実現できる。この反応をガラス面が露出するまで継続する。イオンビーム加工と異なりガラス面が露出してもその部分は反応することはないので、ガラス基板を傷つけることはない。最後の第三段階としてAFMの本来の観察機能により修正が完了しているかを確認する。これは基本的に第一段階の観察動作と同じである。当初発見された欠陥がこの観察で除去されているかを確認することになる。   This electrolytic processing uses the above-described apparatus, and obtains the driving position information of the PZT scanner 7 and the displacement information of the cantilever 2 detected by the optical displacement detector 5 as a first step, and performs an observation function as an AFM on the sample surface. The position of the black defect is detected and specified. Defect position information obtained from this observation result is sent from the observation computer to the processing computer, and black defect correction is executed as a second step. First, the driving of the PZT scanner 7 is controlled based on the previous defect position information so that the probe 1 is located at the black defect portion. The galvanostat 11 for processing is operated in a state where the defect region and the tip of the probe 1 are opposed to each other, and a gap between the conductive mask material and the conductive tip opposed via the electrolytic solution. A voltage is applied to cause an electrochemical reaction to dissolve black defects in the electrolyte. The electrolytic solution is not particularly limited, but an acid or an alkali which strongly reacts with the sample is avoided. In the electrochemical processing, since the target is a fine black defect on the mask, the probe 1 serving as the processing electrode has a fine electrode structure, and the distance to the black defect serving as the counter electrode is also an appropriate short distance. It becomes important. The Z-axis stage 6 is controlled so as to be located at an appropriate close distance, and the Z-direction position of the machining electrode holder 3 is adjusted. In the present invention, a region where an electrochemical reaction is performed by a fine electrode structure (tip diameter of several to several tens of nanometers) and an appropriate close distance (one to several hundred nanometers) is locally (ten to ten to several nanometers). (Several hundred nanometers). As a result, it is possible to realize a fine processing in which only the black defect portions that need to be removed are processed. This reaction is continued until the glass surface is exposed. Unlike the ion beam processing, even if the glass surface is exposed, the portion does not react, so that the glass substrate is not damaged. As a final third step, it is confirmed whether the correction has been completed by the original observation function of the AFM. This is basically the same as the first-stage observation operation. This observation confirms that the defects initially found have been removed by this observation.

次に本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法を図16に示すフローチャートを参照しながらその手順に従って説明する。   Next, a method of manufacturing a probe for an electrochemical AFM according to the present invention will be described according to the procedure with reference to a flowchart shown in FIG.

ステップ1:素材として絶縁層を中央に挟み上下にシリコン層がサンドイッチ状に重ねられたSOIウエハ基板を用い、その表面に図17のaに示すように二酸化珪素(SiO2)でマスクパターニングを施す。   Step 1: As a material, an SOI wafer substrate in which an insulating layer is sandwiched in the center and an upper and lower silicon layer is sandwiched is used, and its surface is subjected to mask patterning with silicon dioxide (SiO 2) as shown in FIG.

ステップ2:マスクパターニングが施されたシリコン基板に対してプラズマイオンを用いたリアクティブ・イオン・エッチング(RIE)の手法でマスクで覆われていない部分のシリコンをドライエッチングする。この加工はSF6ガスによるRIEであるためシリコン層の深さ方向に向けてエッチングが進むと同時に、マスク下部もアンダーエッチングされることになり、結果として図17のbに示すようにマスクで覆われた部分のシリコンは急峻な柱形状に残される。本発明ではこの部分を探針部とし、広く薄い層にエッチングされた部分をカンチレバーとする。このステップでその基本構造の粗加工がなされるのである。   Step 2: Dry etching is performed on the silicon substrate that has not been covered with the mask by reactive ion etching (RIE) using plasma ions on the silicon substrate on which the mask patterning has been performed. Since this processing is RIE using SF6 gas, etching proceeds in the depth direction of the silicon layer, and at the same time, the lower portion of the mask is also under-etched. As a result, the mask is covered with the mask as shown in FIG. The remaining silicon is left in a steep columnar shape. In the present invention, this portion is referred to as a probe portion, and a portion etched into a wide thin layer is referred to as a cantilever. In this step, the basic structure is roughly machined.

ステップ3:ドライエッチング加工が終了した段階で図17のcに示すようにSiOマスクを除去する。これは通常の化学的処理で行われる。 Step 3: When the dry etching process is completed, the SiO 2 mask is removed as shown in FIG. This is done with normal chemical treatments.

ステップ4:次にこの粗加工されたシリコンに熱酸化処理を施す。図17のdに示されるように加熱される中でシリコンは表面から徐々にSiOとなる酸化が進行してゆくことになるが、柱形状に突出した探針部分では酸化されないシリコン領域がコア部分に細くなってゆき、その先端部分が先鋭化されて残る。この先鋭化加工が電気化学AFM用探針として要求されるナノメートルオーダーの先端径の探針形成を実現させるものであり、本発明の重要なポイントである。 Step 4: Next, the thermally processed silicon is subjected to a thermal oxidation treatment. As shown in FIG. 17D, while the silicon is heated, the silicon gradually oxidizes into SiO 2 from the surface, but the silicon region which is not oxidized at the probe portion protruding into a columnar shape has a core region. It narrows into a part, and its tip part remains sharpened. This sharpening realizes the formation of a tip having a nanometer-order tip diameter required as a probe for an electrochemical AFM, and is an important point of the present invention.

ステップ5:続いてこの酸化されたシリコン層を化学的処理で除去すると、図17のeに示すようにコアー部分に残されたシリコンが先鋭化された探針形状となって現れる。   Step 5: Subsequently, when the oxidized silicon layer is removed by a chemical treatment, the silicon left in the core portion appears as a sharpened probe as shown in FIG.

ステップ6:以上の加工が施されるシリコンプローブはシリコンウエハ上にマトリックス配列で多数形成され、このステップで多数形成された個々のシリコンプローブを分離加工する。この加工はレジスト膜を被覆した上で露光して境界部分のシリコンをエッチング除去する慣用手段で、図17のfに示されるように絶縁層SiO上で独立分離させる。以上の工程でプローブの基礎構造となるシリコンの加工を終了する。 Step 6: A large number of silicon probes to be processed are formed in a matrix array on a silicon wafer, and the individual silicon probes formed in this step are separated and processed. This processing is a conventional method of coating the resist film, exposing it to light, and removing the silicon at the boundary portion by etching, and is separated independently on the insulating layer SiO 2 as shown in FIG. Through the above steps, the processing of the silicon which is the basic structure of the probe is completed.

次に電気化学AFM用のプローブとして必要な探針先端部の電極構造と該電極への電荷供給のためのリード構造を形成する。   Next, an electrode structure at the tip of the probe necessary as a probe for electrochemical AFM and a lead structure for supplying electric charges to the electrode are formed.

ステップ7:まず、図17のgに示すように絶縁層SiOが露出している独立分離された各シリコンプローブの境界部分にレジストを塗布する。 Step 7: First, as shown in FIG. 17g, a resist is applied to the boundary between the independently separated silicon probes where the insulating layer SiO 2 is exposed.

ステップ8:各プローブ周囲がレジストで囲まれた状態で探針部を含むシリコン面に金属コーティングを施す。金属材料として例えば白金Pt が用いられるが、シリコンとの親和性がよくないため、まず、S8A下地層としてチタンTi を薄膜コーティングし、その上にS8B電極材やリード部材として好適な白金Pt 薄膜をコーティングする。このときのプローブの状態は図17のhに断面図で示すように表面に露出しているシリコン面もレジスト面上にも金属がコートされている。   Step 8: A metal coating is applied to the silicon surface including the probe with the periphery of each probe surrounded by the resist. For example, platinum Pt is used as a metal material. However, since it has poor affinity with silicon, first, a thin titanium film is coated as an S8A underlayer, and a platinum Pt thin film suitable as an S8B electrode material or a lead member is formed thereon. Coating. The state of the probe at this time is such that the metal is coated on both the silicon surface exposed on the surface and the resist surface as shown in the sectional view of FIG.

ステップ9:金属薄膜がコートされた段階で各プローブ周囲のレジスト材を除去すると図18のiに示されるように探針部を含むシリコンプローブの探針側の全面に金属薄膜がコートされた状態となっている。   Step 9: When the resist material around each probe is removed at the stage where the metal thin film has been coated, as shown in FIG. It has become.

ステップ10:この状態となったプローブの表面全体に対して化学蒸着法(CVD)の手法により絶縁膜としてのSiO 薄膜を形成させる。このときの状態が図18のjに断面図で示される。 Step 10: A SiO 2 thin film as an insulating film is formed on the entire surface of the probe in this state by a chemical vapor deposition (CVD) technique. The state at this time is shown in a sectional view in FIG.

ステップ11:絶縁膜の形成に引き続き、その上層にレジスト膜を塗布し、カンチレバーとなる部分探針とは反対側の端部近傍にコンタクトホール形成のためパターニングを施す。このコンタクトホールは電気化学AFMの電極となる探針先端部への給電リード部と外部端子接続のための穴である。このときの状態が図18のkに示される。   Step 11: Subsequent to formation of the insulating film, a resist film is applied on the upper layer, and patterning is performed for forming a contact hole near the end opposite to the partial probe serving as a cantilever. This contact hole is a hole for connecting a power supply lead to the tip of the probe serving as an electrode of the electrochemical AFM and an external terminal. The state at this time is shown by k in FIG.

ステップ12:探針先端部の微小領域だけが金属電極として露出する構造を実現させるため、まずここで探針先端部を被覆しているレジスト膜を図18のlに示すようにOプラズマを用いて除去する。 Step 12: In order to realize a structure in which only a small area at the tip of the probe is exposed as a metal electrode, first, the resist film covering the tip of the probe is exposed to O 2 plasma as shown in FIG. To remove.

ステップ13:探針先端部のレジスト膜除去に引き続き、フッ化炭素(CF若しくはC)プラズマにより探針先端部とコンタクトホールの領域の絶縁膜SiOを除去する。このときの形態が図18のmに示される。 Step 13: Following the removal of the resist film at the tip of the probe, the insulating film SiO 2 in the region of the tip and the contact hole is removed by fluorocarbon (CF 4 or C 2 F 6 ) plasma. The configuration at this time is shown in FIG.

ステップ14:引き続き最上層となってプローブを被覆しているレジストを除去すると、図18のnに示されているようにプローブは全体的に絶縁層で覆われ、探針先端部とコンタクトホールの領域だけその絶縁層が取り去られ金属薄膜が露出した形態となる。以上が電気化学AFMのプローブとして探針先端部に微小電極を形成する工程である。   Step 14: After removing the resist covering the probe as the uppermost layer, the probe is entirely covered with the insulating layer as shown in FIG. 18n, and the tip of the probe and the contact hole are removed. Only the region has the insulating layer removed and the metal thin film is exposed. The above is the step of forming the microelectrode at the tip of the probe as the electrochemical AFM probe.

ステップ15:最後にプローブの裏面部を形成するため、裏面の不要部分のシリコン層と絶縁層とを除去する。そのためにまず、シリコンエッチングのために図18のOに示すようなマスクを形成させる。   Step 15: Finally, in order to form the back surface of the probe, unnecessary portions of the silicon layer and the insulating layer on the back surface are removed. For this purpose, first, a mask as shown by O in FIG. 18 is formed for silicon etching.

ステップ16:マスク形成に引き続き、裏面をアルカリエッチングにより不要部分のシリコンを除去する。マスクによりシリコンを残すのはプローブをAFMに取り付ける際の保持部となるカンチレバーの探針部とは反対側の裏面端部と分離独立した隣接プローブとの境界域である。このときの形態は図18のpに示されている。   Step 16: Following formation of the mask, unnecessary portions of silicon are removed by alkali etching on the back surface. The silicon is left by the mask in the boundary area between the rear end of the cantilever, which is the holding section when the probe is attached to the AFM, on the opposite side to the probe section, and the adjacent independent probe. The configuration at this time is shown in p of FIG.

ステップ17:次に絶縁層SiOを除去するためフッ酸を用いたエッチングを行う。この絶縁層SiOは素材であるSOIウエハ基板の埋め込み酸化膜でありこの絶縁膜が除去されることで個々のプローブはバラバラに分離される。以上の工程で作製されたプローブが図18のqに示される。探針側の面では先鋭化された探針先端部とカンチレバーの元部に設けられたコンタクトホールの部分だけで導電材が露出し、他は絶縁材で被覆された状態、裏面はシリコン層が露出した状態となっている。 Step 17: Next, etching using hydrofluoric acid is performed to remove the insulating layer SiO 2 . The insulating layer SiO 2 is a buried oxide film of an SOI wafer substrate, which is a material, and individual probes are separated separately by removing the insulating film. The probe manufactured in the above steps is shown in q of FIG. On the probe side surface, the conductive material is exposed only at the sharpened probe tip and the contact hole provided at the base of the cantilever, the other is covered with an insulating material, and the silicon layer on the back surface It is in an exposed state.

AFMプローブは一般に変位を検出するためにカンチレバー裏面にミラーを形成する。このプローブも電気化学的反応に使用されるだけでなく通常のAFMとしての機能を備えるため、ミラーを形成するのが変位検出の点では好ましい。しかし、電気化学的反応領域を局所的に限定させるためには探針近傍に金属膜を配置することは好ましくない。そこで本発明の場合には探針部近傍のカンチレバー裏面部に金属鏡面を作ることなくシリコン面を鏡面として用いることとする。   AFM probes generally form a mirror on the back of the cantilever to detect displacement. Since this probe is not only used for the electrochemical reaction but also has a function as a normal AFM, it is preferable to form a mirror in terms of displacement detection. However, it is not preferable to arrange a metal film near the probe in order to locally limit the electrochemical reaction region. Therefore, in the case of the present invention, the silicon surface is used as a mirror surface without forming a metal mirror surface on the back surface of the cantilever near the probe.

次に、本発明の電気化学AFM用のプローブの作製方法として上記の変形作製方法を図19に示す。ステップ1からマスクパターニングからステップ10の絶縁膜形成までは図16のフローチャートに示したものと同じである。ステップ11では、探針先端部とコンタクトホール領域の絶縁膜除去にプラズマエッチングを用いずに、集束イオンビーム(FIB)装置を用いたスパッタエッチング又はガスアシストエッチングによって除去を行う点で図16のフローチャートと相違する。すなわち、S11AFIBをコンタクトホールのパターン領域に走査しながら照射しその部分の絶縁層SiOを除去する。その後引き続きS11B探針先端部にイオンビームを照射しその部分の絶縁層SiOを除去する。そして図16におけるステップ15以下の作業をステップ12以下に実行して、本発明の電気化学AFM用のプローブの作製する。 Next, the above-mentioned modified manufacturing method is shown in FIG. 19 as a method for manufacturing a probe for an electrochemical AFM of the present invention. The steps from step 1 to the patterning of the mask to the formation of the insulating film in step 10 are the same as those shown in the flowchart of FIG. Step 11 is a flowchart of FIG. 16 in that the removal of the insulating film at the tip portion of the probe and the contact hole region is performed by sputter etching or gas-assisted etching using a focused ion beam (FIB) apparatus without using plasma etching. Is different from That is irradiated while scanning the S11AFIB the pattern area of the contact hole to remove the insulating layer of SiO 2 that portion. Thereafter, the tip of the S11B probe is irradiated with an ion beam to remove the insulating layer SiO 2 at that portion. Then, the operation from step 15 onward in FIG. 16 is executed on and after step 12 to produce a probe for an electrochemical AFM of the present invention.

このようにして作製された電気化学AFM用のプローブを用いた装置による黒欠陥修正加工について図20を参照しながら説明する。図20の上段に修正する黒欠陥のモデルを平面図、断面図で示す。ガラス基板上に正常なパターンに隣接してクロムのようなパターン材が付着している形態である。この黒欠陥の位置はステップ1において二次元走査の通常のAFMの観察機能により検出する。ステップ2ではここで得られた欠陥位置情報を基にPZTスキャナー7を駆動し探針1を欠陥位置の上方に移動させる。この状態を図20の中段に示す。ステップ3で探針1の先端部と試料面との離間距離を適正至近距離になるようにZ軸ステージを駆動させて探針1の位置決めをする。例えばAFMとして機能させていたプローブ顕微鏡をSTMとして機能させる。すなわち、探針1の先端部と試料面との間に流れるトンネル電流を測定しつつ両者間の離間距離を適正至近距離になるようにZ軸ステージを駆動させて探針1の位置決めをする。ステップ4では探針1を加工用電極として機能させる。そのため、探針1の先端電極部とマスク間に電源11'から所定の電流もしくは電圧を印加する。ステップ5では探針先端部位置を中心に狭い領域のマスク材が所定量分、電気化学的反応によって電解液中に溶解される。すなわち、電源11'からマスクと探針先端部の電極間に例えばパルス状の電流または電圧が印加され、欠陥部分に対し局部的な電気化学的反応が起こる。ステップ6では探針1を走査し、すべての欠陥領域の各ポイントにおいてステップ4とステップ5の動作を実行する。   With reference to FIG. 20, a description will be given of the black defect correction processing by the apparatus using the electrochemical AFM probe manufactured in this manner. A model of a black defect to be corrected is shown in a plan view and a sectional view in the upper part of FIG. This is a form in which a pattern material such as chromium is attached to a glass substrate adjacent to a normal pattern. The position of this black defect is detected in step 1 by the normal AFM observation function of two-dimensional scanning. In step 2, the PZT scanner 7 is driven based on the defect position information obtained here to move the probe 1 above the defect position. This state is shown in the middle part of FIG. In step 3, the Z-axis stage is driven to position the probe 1 such that the distance between the tip of the probe 1 and the sample surface is set to an appropriate close distance. For example, a probe microscope functioning as an AFM is caused to function as an STM. That is, while measuring the tunnel current flowing between the tip portion of the probe 1 and the sample surface, the Z-axis stage is driven so that the distance between the two becomes an appropriate close distance, thereby positioning the probe 1. In step 4, the probe 1 is caused to function as a processing electrode. Therefore, a predetermined current or voltage is applied from the power supply 11 ′ between the tip electrode portion of the probe 1 and the mask. In step 5, a predetermined amount of the mask material in a narrow area around the tip of the probe is dissolved in the electrolytic solution by an electrochemical reaction by a predetermined amount. That is, for example, a pulsed current or voltage is applied between the mask and the electrode at the tip of the probe from the power supply 11 ', and a local electrochemical reaction occurs at the defective portion. In step 6, the probe 1 is scanned, and the operations in steps 4 and 5 are executed at each point in all the defect areas.

すべての欠陥領域のポイントにおける1回の加工を終えた時、ステップ7で1回の加工で除去されたマスク材の厚さ相当分ΔZだけZステージ6を駆動して探針1を下方に変位させ、再度欠陥表面と探針先端位置を適正至近距離に設定する。このときの作動形態すなわち、探針走査を図20の下段に模式的に示した。制御手段(AFMコントローラ12)からの指令によりZ軸ステージがZ方向にΔZ分変位させられ、その変位量は変位検出器で検出され、制御手段にフィードバックされる。なお、この位置制御機構はPZTスキャナー7によるX,Y方向の位置決めにおいても同様である。ステップ8ではΔZ分の変位により探針先端部がガラス基板面に到達したか否かを判定する。探針先端部が未だその位置まで来ていないときはステップ4に戻り電気化学的加工を繰り返す。探針先端部がガラス基板に到達したときは、黒欠陥はすでに除去されたことになるためここで加工を終了する。ステップ9ではAFM機能により、加工後の試料面を観察し、黒欠陥が修正加工され、除去されたことを確認する。以上のステップを踏んで本発明の手法による黒欠陥修正動作を終了する。   When one processing at all the points of the defect area is completed, the Z stage 6 is driven by the amount ΔZ corresponding to the thickness of the mask material removed by the single processing in step 7 to displace the probe 1 downward. Then, the defect surface and the position of the probe tip are set again to an appropriate close distance. The operation mode at this time, that is, the probe scanning is schematically shown in the lower part of FIG. The Z-axis stage is displaced by ΔZ in the Z direction in response to a command from the control means (AFM controller 12), and the amount of displacement is detected by a displacement detector and fed back to the control means. Note that this position control mechanism is the same for the positioning in the X and Y directions by the PZT scanner 7. In step 8, it is determined whether or not the tip of the probe has reached the glass substrate surface by the displacement of ΔZ. If the tip of the probe has not yet reached that position, return to step 4 and repeat the electrochemical machining. When the tip of the probe reaches the glass substrate, the black defect has already been removed, and the processing is terminated here. In step 9, the sample surface after processing is observed by the AFM function to confirm that the black defect has been corrected and removed. The black defect correcting operation according to the method of the present invention is completed through the above steps.

また、本出願人は、前述したようにフォトマスクの細密化やリソグラフィーの光源の短波長傾向の中で、欠陥修正に用いるイオンビーム照射がもたらす種々の影響を除去することを1つの課題として研究した。欠陥部の材質としては酸化クロムのような導電性の物質を想定し、これを電気化学的手法で除去することに想到した。微細構造である欠陥部のみを除去する加工をこの手法で実現させることである。フォトマスクの現状から勘案すると十乃至数百ナノメートルの局部的な領域を特定して反応を起こさせなければならない。電気化学的反応を局所的に限定して起こさせるためには、欠陥部に対向する電極の細さと距離と電荷量が重要な条件であり、正常なマスクパターンに影響を及ぼさない局部的な反応を実現させるためには、先鋭なプローブ顕微鏡の探針を更に先鋭化することが必要となった。すなわち、本発明はその対向電極となるプローブ先端の先鋭化を如何にして実現するかという技術的思想である。   In addition, as described above, the applicant of the present invention has studied to eliminate various effects caused by ion beam irradiation used for defect repair in the trend of finer photomasks and shorter wavelengths of light sources for lithography. did. Assuming that a conductive material such as chromium oxide is assumed as the material of the defective portion, the inventors have conceived of removing the material by an electrochemical method. The purpose of this invention is to realize a process for removing only a defective portion which is a microstructure. Considering the current state of photomasks, it is necessary to specify a local region of ten to several hundred nanometers to cause a reaction. In order to cause the electrochemical reaction to be locally limited, the fineness, distance, and charge amount of the electrode facing the defect are important conditions, and local reactions that do not affect the normal mask pattern In order to realize the above, it is necessary to further sharpen the tip of a sharp probe microscope. That is, the present invention is a technical idea of how to realize the sharpening of the tip of the probe serving as the counter electrode.

次に示す電解加工は上記の装置を用い、第一段階としてPZTスキャナー7の駆動位置情報と光学的変位検出器5が検出するカンチレバー2の変位情報とを得てAFMとしての観察機能で試料面上の黒欠陥位置を検出特定する。この観察結果から得られた欠陥位置情報はコンピュータ10内の記憶手段に蓄積され、第二段階の黒欠陥修正はこの蓄積情報に基いて実行される。まず、探針1が黒欠陥部分に位置するように先の欠陥位置情報に基づいてPZTスキャナー7を駆動制御する。欠陥領域と探針1の先端が対峙させられた状態で加工用ガルバノスタット11が作動し、導電性を持つマスク材料と電解液を介して対峙する導電性を備えた探針先端との間に電圧を印加し、電気化学的な反応を起こさせ黒欠陥を電解液中に溶解させる。この電解液は特に種類を選ばないが酸やアルカリ等が強く試料と化学的反応を起こしてしまうものは避ける。電気化学的加工は対象がマスク上の微細な黒欠陥であることから加工電極となる探針1は微細な電極構造であり、対向電極となる黒欠陥との距離も適正至近距離であることが重要となる。適正な至近距離に位置されるようにZ軸ステージ6を制御し、加工用電極ホルダ3のZ方向位置を調整する。本発明では探針先端部の微細な電極構造(先端径が数〜数十ナノメートル)と適正至近距離(1〜数百ナノメートル)により電気化学的反応がなされる領域を局所的(十〜数百ナノメートル)に限定させることができる。これにより、除去の必要な黒欠陥部分のみを加工対象とする精緻な加工が実現できる。この反応をガラス面が露出するまで継続するが、イオンビーム加工と異なりガラス面が露出してもその部分は反応することはないので、ガラス基板を傷つけることはない。最後の第三段階としてAFMの本来の観察機能により修正が完了しているかを確認する。これは基本的に第一段階の観察動作と同じであるが、当初発見された欠陥がこの観察で除去されているかを確認することになる。その際、マスク全面の画像を得ることは必ずしも必要ではなく、当初検出された欠陥領域近傍のみの局所的走査で確認してもよい。   The following electrolytic processing uses the above-mentioned apparatus, and obtains the drive position information of the PZT scanner 7 and the displacement information of the cantilever 2 detected by the optical displacement detector 5 as a first step, and uses the observation function as an AFM to obtain the sample surface. The upper black defect position is detected and specified. The defect position information obtained from the observation result is stored in the storage means in the computer 10, and the second-stage black defect correction is executed based on the stored information. First, the driving of the PZT scanner 7 is controlled based on the previous defect position information so that the probe 1 is located at the black defect portion. The galvanostat 11 for processing is operated in a state where the defect region and the tip of the probe 1 are opposed to each other, and a gap between the conductive mask material and the conductive tip opposed via the electrolytic solution. A voltage is applied to cause an electrochemical reaction to dissolve black defects in the electrolyte. The electrolytic solution is not particularly limited, but an acid or an alkali which strongly reacts with the sample is avoided. In the electrochemical processing, since the target is a fine black defect on the mask, the probe 1 serving as the processing electrode has a fine electrode structure, and the distance to the black defect serving as the counter electrode is also an appropriate short distance. It becomes important. The Z-axis stage 6 is controlled so as to be located at an appropriate close distance, and the Z-direction position of the machining electrode holder 3 is adjusted. In the present invention, an area where an electrochemical reaction is caused by a fine electrode structure (tip diameter of several to several tens of nanometers) and an appropriate close distance (one to several hundred nanometers) is locally (ten to ten to several nanometers). (Several hundred nanometers). As a result, it is possible to realize a fine processing in which only the black defect portions that need to be removed are processed. This reaction is continued until the glass surface is exposed. However, unlike the ion beam processing, even when the glass surface is exposed, the portion does not react, so that the glass substrate is not damaged. As a final third step, it is confirmed whether the correction has been completed by the original observation function of the AFM. This is basically the same as the observation operation in the first stage, but it is to confirm whether the defect found at the beginning is removed by this observation. At that time, it is not always necessary to obtain an image of the entire mask, and the image may be confirmed by local scanning only in the vicinity of the initially detected defect area.

次に上記と異なる本発明の電気化学AFM用のプローブ作製方法をその手順に従って説明する。   Next, a method for producing a probe for an electrochemical AFM of the present invention, which is different from the above, will be described according to the procedure.

工程1.φ50μmのタングステン:W、あるいは白金:Ptといった金属ワイヤーを電解研磨により細径化し約φ10μmに加工して準備しておく。   Step 1. A metal wire of φ50 μm such as tungsten: W or platinum: Pt is reduced in diameter by electrolytic polishing and processed to about φ10 μm in advance.

工程2.図21のaに示すような中空ガラスキャピラリー(φoutが120μm、φinが75μm)を、bに示すようにレーザを照射して加熱中に引っ張ることにより加熱部を先鋭化し、cに示すように先端が先鋭化された2本のガラスキャピラリーを得る。図中右側に顕微鏡画像をスケッチしたものを示す。オリジナルの顕微鏡写真は二値化画像とすると中間調がでないためスケッチとした。下段は先端部拡大図である。   Step 2. A hollow glass capillary (φout is 120 μm and φin is 75 μm) as shown in FIG. 21A is irradiated with a laser as shown in FIG. To obtain two sharpened glass capillaries. The right side of the figure shows a sketch of a microscope image. The original photomicrograph was sketched because it was not halftone if it was a binary image. The lower part is an enlarged view of the tip.

工程3.このようにして得たガラスキャピラリーの先端部に図22のaに示すよう片側からレーザ光を照射して加熱と冷却を繰り返す。このことによりガラスキャピラリーの先端部は図のbに示されるように一方向に曲げられる。右側にその顕微鏡画像スケッチを示す。先鋭化された先端部が探針部、直管部分がカンチレバーとなってAFMのプローブを構成するものとなる。   Step 3. Heating and cooling are repeated by irradiating a laser beam from one side to the tip of the glass capillary thus obtained as shown in FIG. This causes the tip of the glass capillary to be bent in one direction as shown in FIG. The microscope image sketch is shown on the right. The sharpened tip serves as a probe and the straight tube serves as a cantilever, and constitutes an AFM probe.

工程4.工程1で作製し準備した金属ワイヤーを図23に示すように先鋭化された先端部が曲げられた形状となったガラスキャピラリーの中に通す。   Step 4. As shown in FIG. 23, the metal wire prepared and prepared in the step 1 is passed through a glass capillary having a sharpened tip with a bent shape.

工程5.ガラスキャピラリー内に金属ワイヤーが挿入された状態で、ガラスキャピラリーの先端部分と終端部分をエポキシ系樹脂で封止する。   Step 5. With the metal wire inserted into the glass capillary, the tip and the end of the glass capillary are sealed with an epoxy resin.

工程6.封止工程を終えたプローブの先端を電解研磨し、露出している金属ワイヤーの端部を先鋭化する。その先端部の顕微鏡画像スケッチを図23の上段に示す。露出したこの金属の先端部が電気化学的反応の際の対向電極となるものである。   Step 6. After the sealing step, the tip of the probe is electrolytically polished, and the exposed end of the metal wire is sharpened. A microscope image sketch of the tip is shown in the upper part of FIG. The exposed tip of the metal serves as a counter electrode during the electrochemical reaction.

以上の工程が本発明に係る電気化学的加工機能を担うAFMの探針としての構成を作製するものであるが、続いてAFM本来の変位検出機能を備えるため、カンチレバー背面部にミラーを形成させる方法について手順を追って説明する。   The above-described steps are for producing a configuration as a probe of the AFM having an electrochemical processing function according to the present invention. Subsequently, a mirror is formed on the back surface of the cantilever in order to provide an AFM original displacement detection function. The method will be described step by step.

工程7.工程6までを終えたガラスプローブを溶融したアピエゾンワックス中に浸してディップコーティングを施す。   Step 7. The glass probe that has been subjected to step 6 is immersed in a molten Apiezon wax to perform dip coating.

工程8.ディップコーティングが施こされたカンチレバーとなるプローブ背面の一部を機械的に研磨し、平坦なミラー面を形成する。この加工によりこの部分のみアピエゾンワックスのコーティングは除去されている。このときの様子を図24の左側に図示し、右側にミラー面が形成されたプローブ背面部の顕微鏡画像スケッチを示す。下段は部分拡大図である。   Step 8. A part of the back surface of the probe which becomes the cantilever to which the dip coating is applied is mechanically polished to form a flat mirror surface. By this processing, the coating of the Apiezon wax is removed only in this portion. The state at this time is illustrated on the left side of FIG. 24, and a microscope image sketch of the rear surface of the probe on which a mirror surface is formed is illustrated on the right side. The lower part is a partially enlarged view.

工程9.プローブ背面の平坦なミラー面を中心にチタンTi(t75nm)/金Au(t50nm)の薄膜をスパッタリングによって形成し、ミラー面をコートする。その際の顕微鏡画像スケッチを図25の右側上段に示す。   Step 9. A thin film of titanium Ti (t75 nm) / gold Au (t50 nm) is formed by sputtering around a flat mirror surface on the back surface of the probe, and the mirror surface is coated. The microscope image sketch at that time is shown in the upper right part of FIG.

工程10.工程9を終えたプローブをクロロホルム液中に浸漬して、アピエゾンワックスを溶解する。この処理により、ミラー面以外にスパッタされた薄膜をアピエゾンワックスと共に除去することができる。これは平坦に形成されたミラー面以外の領域でレーザ光の反射がなされ、光学的変位検出においてノイズとなることを防止するためである。この処理が施されたプローブの顕微鏡画像スケッチを図25の右側下段に示す。   Step 10. The probe after step 9 is immersed in a chloroform solution to dissolve the apiezone wax. By this processing, the thin film sputtered on the surface other than the mirror surface can be removed together with the apiezone wax. This is to prevent the laser light from being reflected in an area other than the flat mirror surface, which may cause noise in optical displacement detection. A microscope image sketch of the probe subjected to this processing is shown in the lower right part of FIG.

なお、以上の工程2,3と工程8,9に類似の加工法は特許文献2「走査型近視野原子間力顕微鏡、及びその顕微鏡に使用されるプローブ、及びそのプローブ製造方法」にも開示されているところであるが、これは基本的にAFMの機能と光学的な近視野顕微鏡の機能を兼ね備えるようにしたもので、プローブに用いられるガラス材は本発明のようなキャピラリーではなくコアとクラッドからなる光ファイバーであり、ロッド状ガラス素材を先鋭化し、先端部を曲げる細工法として類似する、また、AFMとしての機能としてカンチレバー背面部にミラー面を形成させるための工程が部分的に類似するだけのものである。   Note that a processing method similar to the above Steps 2 and 3 and Steps 8 and 9 is also disclosed in Patent Document 2 “Scanning Near-Field Atomic Force Microscope, Probe Used in the Microscope, and Probe Manufacturing Method”. This is basically to have both the function of the AFM and the function of an optical near-field microscope. The glass material used for the probe is not a capillary as in the present invention, but a core and a cladding. It is an optical fiber consisting of, similar to the method of sharpening the rod-shaped glass material and bending the tip, and the process for forming a mirror surface on the back of the cantilever as a function as an AFM is only partially similar. belongs to.

以上の工程を経て図26に示すような本発明に係る電気化学AFM用のプローブが作製される。ガラスキャピラリーの先端部分が鈎形に曲げられて先鋭化されており、この部分がプローブ顕微鏡の探針部に、そしてガラスキャピラリーの直管部分がカンチレバー部となっている。このキャピラリー内に白金等の金属細線が貫通され、探針側で露出された金属細線の先端径がナノメートルオーダーに尖らされて探針の先端部を構成する。探針の基部は絶縁物であるガラスで構成され、露出されたこの金属細線の先端部分が探針の先端部となっていることから、極めて小さな電極が形成でき電気化学的反応を局所的に起こすことに効果的である。本発明に係る電気化学AFM用のプローブはAFMまたは走査型トンネル顕微鏡(STM)としての観察機能や距離検出機能に加え、電気化学的加工機能を備えたものとなる。すなわち、この先端部が試料面との間で作用する原子間力を受けることで、試料表面形状を検知することができ、試料表面と至近距離で対峙するこの先端部間にバイアス電圧を印加して流れるトンネル電流から両者間の距離を正確に検出することができ、また試料面とこの先端部間に電解液を介在させた状態で電圧を印加することで電解加工の電極として作用し、局所限定的に電気化学的反応を起こさせることができるものである。   Through the above steps, a probe for an electrochemical AFM according to the present invention as shown in FIG. 26 is manufactured. The tip portion of the glass capillary is bent into a hook shape and sharpened, and this portion serves as a probe portion of a probe microscope, and the straight tube portion of the glass capillary serves as a cantilever portion. A fine metal wire such as platinum is penetrated into the capillary, and the tip diameter of the thin metal wire exposed on the probe side is sharpened to the order of nanometers to form the tip portion of the probe. The base of the probe is made of glass, which is an insulating material, and the exposed tip of this thin metal wire is the tip of the probe, so an extremely small electrode can be formed and the electrochemical reaction can be locally performed. It is effective in getting up. The probe for electrochemical AFM according to the present invention has an electrochemical processing function in addition to an observation function and a distance detection function as an AFM or a scanning tunneling microscope (STM). In other words, the tip can receive the interatomic force acting between it and the sample surface to detect the shape of the sample surface, and a bias voltage is applied between the tip facing the sample surface at a close distance. The distance between the two can be accurately detected from the tunnel current flowing through the electrode, and the electrode acts as an electrode for electrolytic processing by applying a voltage with the electrolyte interposed between the sample surface and this tip. It can cause an electrochemical reaction in a limited manner.

また、カンチレバーとなるガラスキャピラリー直管部の背面にはミラー面が形成され、AFMとしての変位検出機構の一部を構成している。   In addition, a mirror surface is formed on the back surface of the glass capillary straight tube portion serving as a cantilever, and constitutes a part of a displacement detection mechanism as an AFM.

このようにして作製された電気化学AFM用のプローブを用いた装置による黒欠陥修正加工について図27を参照しながら説明する。図27の上段に修正する黒欠陥のモデルを平面図、断面図で示す。ガラス基板上に正常なパターンに隣接してCrのようなパターン材が付着している形態である。この黒欠陥の位置はステップ1において二次元走査の通常のAFMの観察機能により検出する。ステップ2ではここで得られた欠陥位置情報を基にPZTスキャナー7を駆動し探針1を欠陥位置の上方に移動させる。この状態を図27の中段に示す。ステップ3で探針1の先端部と試料面との離間距離を適正至近距離になるようにZ軸ステージを駆動させて探針1の位置決めをする。例えばAFMとして機能させていたプローブ顕微鏡をSTMとして機能させ両者間に流れるトンネル電流を測定しつつ両者間の離間距離を適正至近距離になるようにZ軸ステージを駆動させて探針1の位置決めをする。ステップ4では探針1を加工用電極として機能させる。そのため、探針1の先端電極部とマスク間に電源11'から所定の電流もしくは電圧を印加する。ステップ5では探針先端部位置を中心に狭い領域のマスク材が所定量分、電気化学的反応によって電解液中に溶解される。すなわち、電源11'からマスクと探針先端部の電極間に例えばパルス状の電流または電圧が印加され、欠陥部分に対し局部的な電気化学的反応が起こる。ステップ6では探針1を走査し、すべての欠陥領域の各ポイントにおいてステップ4とステップ5の動作を実行する。   With reference to FIG. 27, a description will be given of the black defect correction processing by the apparatus using the electrochemical AFM probe manufactured as described above. The upper part of FIG. 27 shows a model of a black defect to be corrected in a plan view and a sectional view. This is a mode in which a pattern material such as Cr adheres to a glass substrate adjacent to a normal pattern. The position of this black defect is detected in step 1 by the normal AFM observation function of two-dimensional scanning. In step 2, the PZT scanner 7 is driven based on the defect position information obtained here to move the probe 1 above the defect position. This state is shown in the middle part of FIG. In step 3, the Z-axis stage is driven to position the probe 1 such that the distance between the tip of the probe 1 and the sample surface is set to an appropriate close distance. For example, while the probe microscope functioning as the AFM functions as the STM, the tunnel current flowing between the two is measured, and the Z-axis stage is driven so that the separation distance between the two becomes an appropriate close distance, thereby positioning the probe 1. I do. In step 4, the probe 1 is caused to function as a processing electrode. Therefore, a predetermined current or voltage is applied from the power supply 11 ′ between the tip electrode portion of the probe 1 and the mask. In step 5, a predetermined amount of the mask material in a narrow area around the tip of the probe is dissolved in the electrolytic solution by an electrochemical reaction by a predetermined amount. That is, for example, a pulsed current or voltage is applied between the mask and the electrode at the tip of the probe from the power supply 11 ', and a local electrochemical reaction occurs at the defective portion. In step 6, the probe 1 is scanned, and the operations in steps 4 and 5 are executed at each point in all the defect areas.

すべての欠陥領域のポイントにおける1回の加工を終えた時、ステップ7で1回の加工で除去されたマスク材の厚さ相当分ΔZだけZステージ6を駆動して探針1を下方に変位させ、再度欠陥表面と探針先端位置を適正至近距離に設定する。このときの作動形態すなわち、探針走査を図27の下段に模式的に示した。制御手段(AFMコントローラ12)からの指令によりZ軸ステージがZ方向にΔZ分変位させられ、その変位量は変位検出器で検出され、制御手段にフィードバックされる。なお、この位置制御機構はPZTスキャナー7によるX,Y方向の位置決めにおいても同様である。ステップ8ではΔZ分の変位により探針先端部がガラス基板面に到達したか否かを判定し、未だその位置まで来ていないときはステップ4に戻り電気化学的加工を繰り返す。探針先端部がガラス基板に到達したときは黒欠陥はすでに除去されたことになるためここで加工を終了する。ステップ9ではAFM機能により、加工後の試料面を観察し、黒欠陥が修正加工され、除去されたことを確認する。以上のステップを踏んで本発明の手法による黒欠陥修正動作を終了する。   When one processing at all the points of the defect area is completed, the Z stage 6 is driven by the amount ΔZ corresponding to the thickness of the mask material removed by the single processing in step 7 to displace the probe 1 downward. Then, the defect surface and the position of the probe tip are set again to an appropriate close distance. The operation mode at this time, that is, the probe scanning is schematically shown in the lower part of FIG. The Z-axis stage is displaced by ΔZ in the Z direction in response to a command from the control means (AFM controller 12), and the amount of displacement is detected by a displacement detector and fed back to the control means. Note that this position control mechanism is the same for the positioning in the X and Y directions by the PZT scanner 7. In step 8, it is determined whether or not the tip of the probe has reached the glass substrate surface based on the displacement of ΔZ, and if it has not yet reached that position, the process returns to step 4 and the electrochemical processing is repeated. When the tip of the probe reaches the glass substrate, the black defect has already been removed, and the processing is terminated here. In step 9, the sample surface after processing is observed by the AFM function to confirm that the black defect has been corrected and removed. The black defect correcting operation according to the method of the present invention is completed through the above steps.

本発明のマスク黒欠陥修正の手法を実行する装置の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an apparatus for executing a method of correcting a mask black defect according to the present invention. 本発明の実施例の作動を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of the embodiment of the present invention. 本発明の対象となるマスク黒欠陥の構造を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a mask black defect that is an object of the present invention. 本発明の装置が探針先端と黒欠陥の間の距離をSTM機能により測定する形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a mode in which the apparatus of the present invention measures a distance between a tip of a probe and a black defect by an STM function. 本発明の装置が探針先端部と黒欠陥が両電極となって電気化学的反応を起こす形態を示す図である。FIG. 3 is a view showing a mode in which the apparatus of the present invention causes an electrochemical reaction in which a probe tip portion and a black defect serve as both electrodes. 本発明の修正加工において探針をX,Y,Z方向に移動させる機構について説明する図である。It is a figure explaining the mechanism which moves a probe in X, Y, and Z directions in correction processing of the present invention. 本発明の実施例の作動を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of the embodiment of the present invention. 上段平面図は本発明の対象となるマスク黒欠陥の構造を説明する図、上段側断面図はレジスト膜を塗布した状態を示す図、中段は欠陥部表面のレジスト膜を探針によってスクラッチする様子を示す図、下段は欠陥部分のレジスト膜を除去した様子を示す図である。The top plan view is a diagram illustrating the structure of the mask black defect that is the subject of the present invention, the top cross-sectional view is a diagram showing a state where a resist film is applied, and the middle stage is a state where the resist film on the surface of the defect is scratched by a probe The lower part is a view showing a state where the resist film at the defective portion is removed. 電気化学AFM用の電極を黒欠陥位置上方に位置決めし、電気化学的反応を起こさせる形態を示す図である。It is a figure which shows the form which positions an electrode for electrochemical AFM above a black defect position, and causes an electrochemical reaction. 本発明の装置が探針先端部と黒欠陥が両電極となる電気化学的反応により、欠陥部が溶解してゆく形態を示す図である。FIG. 4 is a view showing a form in which the defect portion is dissolved by an electrochemical reaction in which the probe tip and the black defect become both electrodes in the apparatus of the present invention. 本発明の作動を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating the operation of the present invention. 上段平面図は本発明の対象となるマスク黒欠陥の構造を説明する図、上段側断面図はレジスト膜を塗布した状態を示す図、中段は欠陥部に荷電粒子ビームを照射する様子を示す図、下段は欠陥部分のレジスト膜を除去した様子を示す図である。The upper plan view is a diagram illustrating the structure of a mask black defect that is an object of the present invention, the upper cross-sectional view is a diagram illustrating a state in which a resist film is applied, and the middle diagram is a diagram illustrating a state in which a defect is irradiated with a charged particle beam. The lower part is a view showing a state where the resist film at the defective portion is removed. 本発明の実施例の作動を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of the embodiment of the present invention. 本発明の対象となるマスク黒欠陥の構造とその修正形態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a mask black defect that is an object of the present invention and a repair form thereof. 本発明の電気化学AFM用探針による加工で黒欠陥が除去された状態を示す図である。It is a figure showing the state where the black defect was removed by processing by the tip for electrochemical AFM of the present invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを作製する工程を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a process for producing a probe for an electrochemical AFM of the present invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを作製する前半の各工程での形態を示す図である。It is a figure which shows the form in each process of the first half which produces the probe for electrochemical AFM of this invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを作製する後半の各工程での形態を示す図である。It is a figure which shows the form in each process of the latter half of producing the probe for electrochemical AFM of this invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを作製する工程の他の実施例を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating another embodiment of a process for producing a probe for an electrochemical AFM of the present invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを用いたマイクロ電解加工装置による黒欠陥修正加工を説明する図である。It is a figure explaining black defect correction processing by a micro electrolytic processing device using a probe for electrochemical AFM of the present invention. 本発明の探針の素材であるガラスキャピラリーの先鋭化加工形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a sharpened form of a glass capillary as a material of the probe of the present invention. ガラスキャピラリーの曲げ加工形態を示す図である。It is a figure which shows the bending process form of a glass capillary. ガラスキャピラリーに金属ワイヤーを挿入する形態を説明する図である。It is a figure explaining the form which inserts a metal wire in a glass capillary. プローブのミラー面となる平面を形成する形態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a form in which a plane serving as a mirror surface of a probe is formed. プローブのミラー面に金属薄膜をコートする形態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment in which a mirror surface of a probe is coated with a metal thin film. 完成された本発明の電気化学AFM用のプローブを示す図である。FIG. 3 shows a completed probe for an electrochemical AFM of the present invention. 本発明の電気化学AFM用のプローブを用いた電解加工装置による黒欠陥修正加工を説明する図である。It is a figure explaining black defect correction processing by an electrolytic processing device using a probe for electrochemical AFM of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 AFM探針 2 カンチレバー
3 加工用電極支持ホルダ 4 加工セル
5 光学的変位検出器 6 Z軸ステージ
7 PZTスキャナー 8 加工セル4を載置する基台
9 参照電極 10 コンピュータ
11 加工用 12 AFMコントローラ12
L1 探針電極からのリード線 L2 試料側電極からのリード線
L0 参照電極からのリード線
Reference Signs List 1 AFM probe 2 Cantilever 3 Processing electrode support holder 4 Processing cell 5 Optical displacement detector 6 Z-axis stage 7 PZT scanner 8 Base 9 on which processing cell 4 is mounted 9 Reference electrode 10 Computer 11 Processing 12 AFM controller 12
L1 Lead wire from probe electrode L2 Lead wire from sample side electrode L0 Lead wire from reference electrode

Claims (23)

原子間力顕微鏡によってマスクの黒欠陥部位置を把握するステップと、前記黒欠陥位置上方に前記原子間力顕微鏡の探針を移動させるステップと、前記探針と前記マスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、前記原子間力顕微鏡によって前記黒欠陥の除去を確認するステップとからなるマスク黒欠陥修正方法。   Grasping the black defect portion position of the mask by an atomic force microscope; moving the probe of the atomic force microscope above the black defect position; and using the probe and the mask black defect portion as both electrodes. A method for correcting a mask black defect, comprising the steps of: removing the black defect by an electrochemical reaction with an electrolyte interposed; and confirming the removal of the black defect by the atomic force microscope. AFMの観察機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、欠陥部分のレジスト膜をAFMの探針でスクラッチするステップと、欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなるマスク黒欠陥修正方法。   Grasping the position of the defective portion of the mask by the observation function of the AFM, applying an insulating resist film on the mask surface, scratching the resist film of the defective portion with a probe of the AFM, Moving the probe of the electrochemical AFM, removing the black defect by an electrochemical reaction in a state where the probe and the mask black defect portion are used as both electrodes and an electrolytic solution is interposed therebetween, and insulating the mask surface. Removing the film. 走査型顕微鏡によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、前記マスク表面に絶縁性のレジスト膜を塗布するステップと、前記欠陥部分のレジスト膜を荷電粒子ビームを照射して除去するステップと、前記欠陥位置上方に電気化学AFMの探針を移動させるステップと、前記探針と前記マスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により前記黒欠陥を除去するステップと、前記マスク表面の絶縁膜を除去するステップとからなるマスク黒欠陥修正方法。   Grasping the position of the defective portion of the mask by a scanning microscope, applying an insulating resist film on the mask surface, removing the resist film of the defective portion by irradiating a charged particle beam, Moving the probe of the electrochemical AFM above the defect position, and removing the black defect by an electrochemical reaction in a state where the probe and the mask black defect portion are both electrodes and an electrolytic solution is interposed therebetween; Removing the insulating film from the mask surface. 前記欠陥位置情報を得る走査型顕微鏡はAFM、走査型イオン顕微鏡または走査型電子顕微鏡のいずれかを用いる請求項3に記載のマスク黒欠陥修正方法。   4. The method according to claim 3, wherein the scanning microscope for obtaining the defect position information uses one of an AFM, a scanning ion microscope, and a scanning electron microscope. FIB装置の走査型顕微鏡機能によってマスクの欠陥部位置を把握するステップと、周縁部を除く欠陥領域中央部にFIBを照射してガラス基板近傍を残してエッチングするステップと、探針とマスク黒欠陥部を両電極とし電解液を介在させた状態で電気化学的反応により残っている黒欠陥を除去するステップと、原子間力顕微鏡によって欠陥部修正を確認するステップとからなるマスク黒欠陥修正方法。   A step of grasping the position of a defective portion of the mask by using a scanning microscope function of the FIB apparatus; a step of irradiating the central portion of the defect region excluding the peripheral portion with the FIB to perform etching while leaving the vicinity of the glass substrate; A method for repairing a mask black defect, comprising the steps of: removing a black defect remaining by an electrochemical reaction in a state where a portion is used as both electrodes and an electrolytic solution is interposed; and confirming the defect repair by an atomic force microscope. 電気化学的反応の前に、前記探針と前記黒欠陥との間に流れるトンネル電流を測定して適正至近距離設定するステップを踏む請求項1乃至5のいずれかに記載のマスク黒欠陥修正方法。   6. The method according to claim 1, wherein a step of measuring a tunnel current flowing between the probe and the black defect and setting a proper short distance before the electrochemical reaction is performed. . 先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部と前記マスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、原子間力顕微鏡としての観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つことを特徴とするマスク黒欠陥修正装置。   A probe of an atomic force microscope having a tip portion as an electrode, a processing cell containing an electrolyte and a mask as a sample, and applying a predetermined current or a predetermined voltage between the tip portion of the probe and the mask surface. It has a power supply and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions, and has an observation function as an atomic force microscope and a processing function for removing a mask black defect by an electrochemical reaction. A mask black defect repair apparatus characterized by the above-mentioned. 先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、探針の二次元走査によって試料表面の形状を観察する機能と、該観察により得た欠陥位置情報に基づいて前記探針を当該位置に移動し、欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能と、探針の先端電極を用いマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つことを特徴とするマスク黒欠陥修正装置。   AFM probe having only the tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, a power supply for applying a predetermined current or voltage between the tip portion and the mask surface, A mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions, a function of observing the shape of the sample surface by two-dimensional scanning of the probe, and a defect obtained by the observation. A function of moving the probe to the position based on the position information and mechanically removing the resist film on the surface of the defect, and a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction using the tip electrode of the probe. A black defect correcting apparatus for a mask, comprising: 欠陥表面のレジスト膜を機械的に除去する機能は、観察機能により得た欠陥領域の位置情報を記憶し、該記憶情報に基づいてレジスト膜除去領域を割り出し、該除去領域を走査するように探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構に駆動信号を発するコンピュータを備えたものである請求項8に記載のマスク黒欠陥修正装置。   The function of mechanically removing the resist film on the defect surface is to store the position information of the defect region obtained by the observation function, to determine the resist film removal region based on the stored information, and to scan the removal region. 9. The apparatus according to claim 8, further comprising a computer for issuing a drive signal to a mechanism for moving the position of the needle tip in the X, Y, and Z directions. 真空チャンバ内にFIB鏡筒と少なくとも三次元駆動機構を備えた試料ステージからなるFIB装置と、先端部のみを電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つことを特徴とする黒欠陥修正装置。   A FIB device comprising a FIB column and a sample stage provided with at least a three-dimensional drive mechanism in a vacuum chamber, an AFM probe having only the tip portion as an electrode, and a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample. A power source for applying a predetermined current or voltage between the tip of the probe and the mask surface, and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions. A black defect correcting apparatus having an observation function and a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction. 真空チャンバ内に電子ビーム鏡筒と少なくとも三次元駆動機構を備えた試料ステージからなる電子ビーム装置と、先端部を電極としたAFMの探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定の電流または電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備えたものであって、観察機能とマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能とを持つことを特徴とする黒欠陥修正装置。   An electron beam apparatus including a sample stage having an electron beam column and at least a three-dimensional drive mechanism in a vacuum chamber, an AFM probe having an electrode at the tip, and a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample. A power supply for applying a predetermined current or voltage between the tip of the probe and the mask surface, and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions. A black defect correcting apparatus having an observation function and a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction. 欠陥位置を把握するSIM機能とビーム照射によるエッチング機能を備えたFIB装置と、先端部を電極とした原子間力顕微鏡の探針と、電解液と試料としてのマスクを収納する加工セルと、前記探針先端部とマスク面との間に所定電流または所定電圧を印加する電源と、前記探針先端部の位置をX,Y,Z方向に移動させる機構とを備え、前記FIB装置で得た欠陥位置情報に基づいてマスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能を持つ電気化学AFM装置との組み合わせからなるマスク黒欠陥修正装置。   A FIB device having a SIM function for grasping a defect position and an etching function by beam irradiation, a probe of an atomic force microscope having a tip portion as an electrode, a processing cell for storing an electrolyte and a mask as a sample, A power supply for applying a predetermined current or a predetermined voltage between the tip of the probe and the mask surface, and a mechanism for moving the position of the tip of the probe in the X, Y, and Z directions are provided by the FIB apparatus. A mask black defect repair apparatus comprising a combination with an electrochemical AFM apparatus having a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction based on defect position information. 探針先端部とマスク面との間に接続された電源はバイアス電圧及び所定電流又は所定電圧のパルスを供給できるものであって、マスク黒欠陥を電気化学的反応で除去する加工機能に加え、探針とマスク黒欠陥との適正至近距離を測定して設定するSTM機能とを持つことを特徴とする請求項7または12に記載のマスク黒欠陥修正装置。   The power supply connected between the probe tip and the mask surface is capable of supplying a bias voltage and a pulse of a predetermined current or a predetermined voltage, and in addition to a processing function of removing a mask black defect by an electrochemical reaction, 13. The mask black defect correcting apparatus according to claim 7, further comprising an STM function for measuring and setting an appropriate shortest distance between the probe and the mask black defect. ドライエッチングによりSOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程と、前記突出する探針部のシリコンを熱酸化により表面から酸化を進行させてその先端部を先鋭化させる工程と、前記探針とカンチレバーの表面に金属薄膜をコートする工程と、前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程とからなる電気化学AFM用のプローブ作製方法。   A step of roughly processing a plate-shaped cantilever portion and a protruding probe portion from the tip thereof from the SOI silicon wafer by dry etching, and oxidizing silicon from the protruding probe portion from the surface by thermal oxidation to form a tip thereof. Producing a probe for electrochemical AFM, comprising: a step of sharpening a portion, a step of coating a metal thin film on the surface of the probe and the cantilever, and a step of coating the probe tip and a contact hole with an insulating layer except for a contact hole. Method. 前記SOIシリコンウエハから板状のカンチレバー部とその先端に突出する探針部とを粗加工する工程は、マスクパターニングとリアクティブ・イオン・エッチングで行う請求項14に記載の電気化学AFM用のプローブ作製方法。   15. The probe for electrochemical AFM according to claim 14, wherein the step of roughly processing the plate-shaped cantilever portion and the probe portion projecting from the tip thereof from the SOI silicon wafer is performed by mask patterning and reactive ion etching. Production method. 前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程は、全体を絶縁膜で被覆した後、探針先端部とコンタクトホールをプラズマエッチングの手法で除去するものである請求項14又は15に記載の電気化学AFM用のプローブ作製方法。   The step of coating the insulating layer except for the probe tip and the contact hole is to cover the entire surface with an insulating film and then remove the probe tip and the contact hole by a plasma etching technique. 3. The method for producing a probe for electrochemical AFM according to item 1. 前記探針先端部とコンタクトホールを除き絶縁層で被覆する工程は、全体を絶縁膜で被覆した後、探針先端部とコンタクトホールをFIBエッチングの手法で除去するものである請求項14又は15に記載の電気化学AFM用のプローブ作製方法。   16. The step of coating with an insulating layer except for the tip of the probe and the contact hole, after covering the whole with an insulating film, removing the tip of the probe and the contact hole by FIB etching. 3. The method for producing a probe for electrochemical AFM according to item 1. 中空ガラスキャピラリーを加熱状態で引き先鋭化する行程と、該先鋭化した先端部を複数回加熱冷却して一方向に曲げる行程と、前記キャピラリー内に金属ワイヤーを挿入する行程と、前記キャピラリーの両端部を樹脂で封止する行程と、先端部を電解研磨して先鋭化する行程とからなる電気化学AFM用のプローブ作製方法。   A step of sharpening the hollow glass capillary in a heated state, a step of heating and cooling the sharpened tip a plurality of times to bend in one direction, a step of inserting a metal wire into the capillary, and both ends of the capillary. A method for producing a probe for an electrochemical AFM, comprising a step of sealing a portion with a resin and a step of sharpening a tip portion by electrolytic polishing. 請求項18に記載の行程を経たプローブを溶融したアピエゾンワックス中でディップコーティングする行程と、該プローブの背面部を研磨しミラー面を作る行程と、該ミラー面を中心に金属薄膜をスパッタコーティングする行程と、クロロホルム中に浸漬してアピエゾンワックスを溶解することによりミラー面以外の金属薄膜を除去する行程とからなる電気化学AFM用のプローブ作製方法。   19. A step of dip-coating a probe having undergone the step of claim 18 in molten Apiezon wax, a step of polishing a back surface of the probe to form a mirror surface, and sputter-coating a metal thin film around the mirror surface. A method for producing a probe for electrochemical AFM, comprising the steps of: immersing in chloroform and dissolving apiezone wax to remove a metal thin film other than a mirror surface. 導電材で形成され、その表面が絶縁材で被覆されると共に先端部のみが露出されていることを特徴とする電気化学AFM用の探針。   A probe for an electrochemical AFM, wherein the probe is formed of a conductive material, the surface of which is covered with an insulating material, and only a tip portion is exposed. 板状のカンチレバーとその先端に突出する探針の基本構造はシリコンで形成され、前記カンチレバーの前記探針が形成された側のと先端部が先鋭化された探針のシリコン表面には金属被膜が形成され、さらにその金属被膜の上層には先鋭化された探針先端部とコンタクトホール部分を除き絶縁層で被覆された構造とされた電気化学AFM用のプローブ。   The basic structure of the plate-shaped cantilever and the tip protruding from the tip is formed of silicon, and the silicon surface of the tip of the cantilever where the tip is formed and the tip of which is sharpened are coated with a metal coating. The electrochemical AFM probe has a structure in which an insulating layer is formed on an upper layer of the metal film except for a sharpened probe tip and a contact hole. 先端が先鋭化されて鈎形に曲げられたガラスキャピラリー内に金属ワイヤーが挿入され、先端部と後端部では該金属ワイヤーが露出されると共に樹脂で封止され、先端部に露出した金属ワイヤーは先端径が数百ナノメートル以下まで先鋭化されていることを特徴とする電気化学AFM用のプローブ。   A metal wire is inserted into a glass capillary whose tip is sharpened and bent into a hook shape, and the metal wire is exposed and sealed with resin at the tip and rear ends, and the metal wire is exposed at the tip. Is a probe for electrochemical AFM characterized in that the tip diameter is sharpened to several hundred nanometers or less. 背面部に平坦な面が加工され、該面の表面には金属薄膜がコーティングされてミラー面となっている請求項22に記載の電気化学AFM用のプローブ。   23. The probe for an electrochemical AFM according to claim 22, wherein a flat surface is machined on the back surface, and the surface of the surface is coated with a metal thin film to form a mirror surface.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006293064A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Sii Nanotechnology Inc Apparatus and method for correcting photomask defect using afm
JP2008012656A (en) * 2006-06-05 2008-01-24 National Univ Corp Shizuoka Univ Microfabrication powder removing device, microfabrication device, and microfabrication powder removing method
JP2008173728A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Sii Nanotechnology Inc Atomic force microscope microprocessing device and microprocessing method using atomic force microscope
JP2009063627A (en) * 2007-09-04 2009-03-26 Dainippon Printing Co Ltd Defect correction method and manufacturing method for photomask
JP2010217918A (en) * 2010-05-18 2010-09-30 Dainippon Printing Co Ltd Method for correcting defect in photomask
JP2013069887A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Toshiba Corp Pattern forming device
CN103235158A (en) * 2013-01-10 2013-08-07 北京航空航天大学 Electrochemical atomic force microscope probe carriage-electrolytic cell device
JP2013238843A (en) * 2012-05-14 2013-11-28 Taiwan Mask Corp Method for testing photomask article
CN107727886A (en) * 2017-10-31 2018-02-23 北京航空航天大学 A kind of inversion type high speed Electrochemical Atomic Force Microscopy
CN109030337A (en) * 2018-07-03 2018-12-18 北京工业大学 A kind of buried metal pipeline corrosion and corrosion protection layer peel test system based on SECM
CN114076834A (en) * 2020-08-14 2022-02-22 中国科学院大连化学物理研究所 Electrochemical potential measuring device and method with time and space resolution

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6975081B2 (en) 2018-03-22 2021-12-01 キオクシア株式会社 Semiconductor measuring device and semiconductor measuring method

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4676237B2 (en) * 2005-04-12 2011-04-27 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 Photomask defect correcting apparatus and method using AFM
JP2006293064A (en) * 2005-04-12 2006-10-26 Sii Nanotechnology Inc Apparatus and method for correcting photomask defect using afm
JP2008012656A (en) * 2006-06-05 2008-01-24 National Univ Corp Shizuoka Univ Microfabrication powder removing device, microfabrication device, and microfabrication powder removing method
US8062494B2 (en) 2006-06-05 2011-11-22 National University Corporation Shizuoka University Micro-machining dust removing device, micro-machining apparatus, and micro-machining dust removing method
JP2008173728A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Sii Nanotechnology Inc Atomic force microscope microprocessing device and microprocessing method using atomic force microscope
JP2009063627A (en) * 2007-09-04 2009-03-26 Dainippon Printing Co Ltd Defect correction method and manufacturing method for photomask
JP2010217918A (en) * 2010-05-18 2010-09-30 Dainippon Printing Co Ltd Method for correcting defect in photomask
JP2013069887A (en) * 2011-09-22 2013-04-18 Toshiba Corp Pattern forming device
US8890539B2 (en) 2012-05-14 2014-11-18 Taiwan Mask Corporation Method for testing mask articles
JP2013238843A (en) * 2012-05-14 2013-11-28 Taiwan Mask Corp Method for testing photomask article
CN103235158A (en) * 2013-01-10 2013-08-07 北京航空航天大学 Electrochemical atomic force microscope probe carriage-electrolytic cell device
CN103235158B (en) * 2013-01-10 2015-07-01 北京航空航天大学 Electrochemical atomic force microscope probe carriage-electrolytic cell device
CN107727886A (en) * 2017-10-31 2018-02-23 北京航空航天大学 A kind of inversion type high speed Electrochemical Atomic Force Microscopy
CN109030337A (en) * 2018-07-03 2018-12-18 北京工业大学 A kind of buried metal pipeline corrosion and corrosion protection layer peel test system based on SECM
CN114076834A (en) * 2020-08-14 2022-02-22 中国科学院大连化学物理研究所 Electrochemical potential measuring device and method with time and space resolution
CN114076834B (en) * 2020-08-14 2023-07-25 中国科学院大连化学物理研究所 Electrochemical potential measuring device and method with time and space resolution

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