JPH0922110A - 荷電ビーム処理方法及びその装置並びにフォトマスクの加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、位相シフトレチクル等の被処
理物への荷電ビームによる処理を、高精度に実行できる
ようにした荷電ビーム処理方法及びその装置並びにフォ
トマスクの加工方法及びその装置を提供することにあ
る。 【構成】試料（位相シフトレチクル）７上の集束イオン
ビーム３の照射領域に光１３を照射し、試料７を透過し
た光の位相を検出器１４により逐次モニタし、荷電粒子
検出器４からの情報も考慮しながら集束イオンビーム３
の処理条件をホストコンピュータ１７により決定し、コ
ントローラ１６により制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用位相シフ
トレチクル等のマスク基板や、ＴＦＴ等のガラス基板を
荷電ビームにより処理する荷電ビーム処理方法及びその
装置並びにフォトマスクの加工方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造用マスク基板等を荷電ビーム
の内、集束イオンビームにより処理する従来技術とし
て、例えば特開昭５８−５６３３２号公報（従来技術
１）、特開昭６０−１２６８３４号公報（従来技術２）
等において、マスク基板上に存在する残留欠陥または欠
損欠陥を修正する技術が知られている。一方、近年のマ
スクパターンの微細化にともなって露光した際、隣接し
た透明部分の露光光が干渉して解像度を低下しないよう
に位相シフトレチクル（位相シフトマスク）を用いるよ
うになってきている。ところが、位相シフトレチクルに
おいても、露光光に対して奇数πの位相差を付与する透
明部分において、任意の３次元形状をもつ欠陥部分が発
生し、この欠陥部分を含めて高精度で加工することが要
求されてきている。この任意の３次元形状をもつ欠陥部
分を高精度に加工する従来技術としては、次のようなも
のが知られている。即ち特願平３−５４３１１号公報
（従来技術３）には、位相シフトマスク上の欠陥部分に
対して集束イオンビームを照射して加工しながら、加工
底面から反射してくる光と参照光とを干渉させるレーザ
干渉を利用して加工深さを測定する技術が記載されてい
る。また特開平３−１６１１２号公報（従来技術４）に
は、有機ガスを供給して集束イオンビームＣＶＤによ
り、試料（フォトマスク）の欠損欠陥を修正する装置に
おいて、上記試料に対してレーザ光を照射し、透過光を
検出系で検出して試料上のパターンを観察することが記
載されている。また特開平４−３０６８２６号公報（従
来技術５）及び特開平５−２５１３９５号公報（従来技
術６）には、イオンビームによって微細加工するイオン
ミリング装置において、被加工物を透過する透過光を検
出器によって検出することによってイオンミリング終了
時点をリアルタイムで検出することが記載されている。
また特開平６−２７３９１８３号公報には、位相シフト
マスクの位相シフター残留欠陥を修正するために、２次
荷電粒子検出器を複数設け、該複数の２次荷電粒子検出
器の出力によって位相シフター残留欠陥の３次元形状を
認識し、欠陥の３次元形状に応じたイオン照射量のマッ
プを作成し、そのマップに基づいて集束イオンビームの
照射量を制御してエッチング加工を施す位相シフトマス
クの残留欠陥修正技術が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のいずれ
においても、位相シフトレチクル等のように隣接した透
明部分との間における露光光の位相差が高精度に奇数π
ずれるように、透明部分に存在する任意の３次元形状の
欠陥をガラス基板にダメージ（大きな傷）を付けること
なく、しかも平面方向についても高精度に除去加工でき
るようにする点について十分考慮されていなかった。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、位相シフトレチクル等の被処理物への荷電ビ
ームによる処理を、透過光の強度分布に基づいて高精度
に実行できるようにした荷電ビーム処理方法及びその装
置を提供することにある。また本発明の他の目的は、位
相シフトレチクル等の被処理物への荷電ビームによる処
理を、透過光の位相情報に基づいて高精度に実行できる
ようにした荷電ビーム処理方法及びその装置を提供する
ことにある。また本発明の他の目的は、位相シフトレチ
クル等のフォトマスク上に生じた任意の３次元形状の欠
陥部分を、荷電ビームを用いて、ガラス基板へダメージ
（大きな傷）を付けることなく、隣接した透明部分にお
ける露光光の位相差が正確に奇数πが得られるように除
去修正できるようにしたフォトマスクの欠陥修正方法及
びその装置を提供することにある。また本発明の他の目
的は、位相シフトレチクル等のフォトマスク上に生じた
任意の３次元形状の欠陥部分を、荷電ビームを用いて、
隣接した透明部分における露光光の位相差が正確に奇数
πが得られるように加工できるようにしたフォトマスク
の加工方法及びその装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被処理物上の処理領域に光を照射して前
記被処理物からの透過光の分布を検出し、この検出され
た透過光の分布に基づいて前記被処理物上の処理領域へ
の荷電ビームの照射を制御して荷電ビームに基づく処理
を行うことを特徴とする荷電ビーム処理方法である。ま
た本発明は、被処理物上の処理領域に光を照射して前記
被処理物からの透過光の位相情報を検出し、この検出さ
れた透過光の位相情報に基づいて前記被処理物上の処理
領域への荷電ビームの照射を制御して荷電ビームに基づ
く処理を行うことを特徴とする荷電ビーム処理方法であ
る。また本発明は、回路パターンを有するフォトマスク
における欠陥部に荷電ビームを走査照射して２次荷電粒
子を検出し、該２次荷電粒子から得られる２次荷電粒子
画像に基づいて前記荷電ビームの走査を制御して欠陥部
に対して加工を施し、前記欠陥部に光を照射して得られ
る透過光の分布に基づいて前記加工の終点を検出して前
記荷電ビームの前記欠陥部への照射を停止することを特
徴とするフォトマスクの欠陥修正方法である。また本発
明は、回路パターンを有するフォトマスクにおける位相
シフタ部に存在する欠陥部に荷電ビームを走査照射して
２次荷電粒子を検出し、該２次荷電粒子から得られる２
次荷電粒子画像に基づいて前記荷電ビームの走査を制御
して欠陥部に対して加工を施し、前記欠陥部に光を照射
して得られる透過光に基づいて位相シフト量を検出し
て、この位相シフト量が奇数πになるように前記荷電ビ
ームの前記欠陥部への照射を制御することを特徴とする
フォトマスクの欠陥修正方法である。

【０００６】また本発明は、前記フォトマスクの欠陥修
正方法において、前記荷電ビームが集束イオンビームで
あることを特徴とする。また本発明は、回路パターンを
有する位相シフタ付フォトマスクにおける位相シフタ部
から得られる透過光の位相情報に基づいて、荷電ビーム
を前記位相シフタ部へ照射して加工を施すのを制御する
ことを特徴とするフォトマスクへの加工方法である。ま
た本発明は、回路パターンを有する位相シフタ付フォト
マスクにおける位相シフタ部から得られる透過光の位相
情報に基づいて、荷電ビームを前記位相シフタ部へ照射
して反応性エッチング加工を施すのを制御することを特
徴とするフォトマスクへの加工方法である。また本発明
は、回路パターンを有する位相シフタ付フォトマスクに
おける位相シフタ部から得られる透過光の位相情報に基
づいて、荷電ビームを前記位相シフタ部へ照射して成膜
加工を施すのを制御することを特徴とするフォトマスク
への加工方法である。また本発明は、前記フォトマスク
への加工方法において、前記荷電ビームが集束イオンビ
ームであることを特徴とする。

【０００７】また本発明は、被処理物上の処理領域に光
を照射して前記被処理物からの透過光の分布を検出する
検出光学系と、該検出光学系で検出された透過光の分布
に基づいて前記被処理物上の処理領域への荷電ビームの
照射を制御して荷電ビームに基づく処理を行う荷電ビー
ム制御処理手段とを備えたことを特徴とする荷電ビーム
処理装置である。また本発明は、被処理物上の処理領域
に光を照射して前記被処理物からの透過光の位相情報を
検出する検出光学系と、該検出光学系で検出された透過
光の位相情報に基づいて前記被処理物上の処理領域への
荷電ビームの照射を制御して荷電ビームに基づく処理を
行う荷電ビーム制御処理手段とを備えたことを特徴とす
る荷電ビーム処理装置である。また本発明は、回路パタ
ーンを有するフォトマスクにおける欠陥部に光を照射し
て得られる透過光に基づいて前記欠陥部への荷電ビーム
による加工の終点を検出する検出光学系と、前記欠陥部
に前記荷電ビームを走査照射して２次荷電粒子を検出
し、該２次荷電粒子から得られる２次荷電粒子画像に基
づいて前記荷電ビームの走査を制御して欠陥部に対して
加工を施し、前記検出光学系で加工の終点が検出された
とき、前記荷電ビームの前記欠陥部への照射を停止する
荷電ビーム照射制御手段とを備えたことを特徴とするフ
ォトマスクの欠陥修正装置である。

【０００８】また本発明は、回路パターンを有するフォ
トマスクにおける位相シフタ部に存在する欠陥部に光を
照射して得られる透過光に基づいて位相シフト量を検出
する位相シフト量検出光学系と、前記欠陥部に荷電ビー
ムを走査照射して２次荷電粒子を検出し、該２次荷電粒
子から得られる２次荷電粒子画像に基づいて前記荷電ビ
ームの走査を制御して欠陥部に対して加工を施し、前記
位相シフト量検出光学系から検出される位相シフト量が
奇数πになるように前記荷電ビームの前記欠陥部への照
射を制御する荷電ビーム照射制御手段とを備えたことを
特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置である。また本
発明は、回路パターンを有する位相シフタ付フォトマス
クにおける位相シフタ部から透過光による位相情報を検
出する検出光学系と、該検出光学系から検出される透過
光の位相情報に基づいて、前記荷電ビームを前記位相シ
フタ部へ照射して加工を施すのを制御する荷電ビーム照
射制御手段とを備えたことを特徴とするフォトマスクへ
の加工装置である。また本発明は、前記フォトマスクへ
の加工装置において、前記荷電ビーム照射制御手段にお
いて、反応性エッチング加工を施すべく、エッチングガ
スを供給する手段を有することを特徴とする。また本発
明は、前記フォトマスクへの加工装置において、前記荷
電ビーム照射制御手段において、成膜加工を施すべく、
成膜ガスを供給する手段を有することを特徴とする。ま
た本発明は、マスク基板を集束イオンビームにより加工
する際に、該加工領域にレーザ光を照射し、該マスク基
板を透過した光の強度もしくは位相をモニタリングして
集束イオンビーム処理の条件を制御することを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】前記構成により、位相シフトレチクル等の被処
理物への荷電ビームによる処理（特に処理の終点）を、
透過光の強度分布に基づいて高精度に実行することがで
きる。また前記構成により、位相シフトレチクル等の被
処理物への荷電ビームによる処理（特に処理の終点）
を、透過光の位相情報に基づいて高精度に実行すること
ができる。また前記構成により、位相シフトレチクル等
のフォトマスク上に生じた任意の３次元形状の欠陥部分
を、荷電ビームを用いて、ガラス基板へダメージ（大き
な傷）を付けることなく、隣接した透明部分における露
光光の位相差が正確に奇数πが得られるように除去修正
することができる。また前記構成により、位相シフトレ
チクル等のフォトマスク上に生じた任意の３次元形状の
欠陥部分を、荷電ビームを用いて、隣接した透明部分に
おける露光光の位相差が正確に奇数πが得られるように
加工することができる。また前記構成により、マスク基
板を透過した光の強度をモニタリングするため、加工終
点の判定が容易になり、また、加工跡を残すことなく欠
陥修正を行うことができ、しかも露光結果を間接的にで
はあるがその場で観察することができ、その結果欠陥修
正の歩留まりを、飛躍的に向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を順に説明
する。なお、図中、同符号のものは、同じものあるいは
同類のもの、または同機能のものを示す。本発明の第１
の実施例を、図１乃至図２を参照して説明する。図１
は、第１の実施例の装置構成の概略図を示す。図１にお
いて、イオン源１よりイオンを引き出し、静電レンズ
（静電光学系）、磁場レンズ（磁場光学系）、制限アパ
ーチャ、ブランキング電極、デフレクタ（偏向電極）、
アライナ等からなるイオン光学系２における静電レンズ
（静電光学系）、磁場レンズ（磁場光学系）及び制限ア
パーチャにより集束させ、デフレクタ（偏向電極）で偏
向させて集束走査イオンビーム３を得る。なお、ブラン
キング電極は、集束イオンビームの照射を停止するため
に用いられる。アライナは、集束イオンビームの位置合
わせ（特に光軸合わせ）に用いられる。イオン種は、液
体金属イオン源であるＧａ、Ｇｅ、Ｓｉ等や、プラズマ
より発生させたＡｒ、Ｘｅ等である。コントローラ１６
ａによるイオン源１の電位制御等によりビーム加速エネ
ルギを制御する。イオン光学系２は、ビーム室５内に設
け、コントローラ１６ａによる静電レンズ（静電光学
系）、磁場レンズ（磁場光学系）および制限アパーチャ
等の制御により集束イオンビームのビーム径を制御し、
コントローラ１６ａによる引出電極および制限アパーチ
ャ等の制御により集束イオンビームのビーム電流密度を
制御し、コントローラ１６ａによるデフレクタ（偏向電
極）等の制御により集束イオンビームの偏向（走査）を
制御し、コントローラ１６ａによるブランキング電極の
制御によりブランキングを制御する。このビーム室５
は、図示しない真空排気装置により真空排気する。試料
室１０内に設けたステージ９上に試料７を搭載した試料
ホルダ８を設置する。なお、試料室１０は図示しない真
空排気装置により真空排気する。集束イオンビーム３を
走査する際、試料７より放出した２次イオンまたは２次
電子を荷電粒子検出器４により検出、信号増幅し、上記
コントローラ１６ａから得られる走査情報（偏向信号）
に基づいてＳＩＭ像を得て、画像処理装置１６ｄ内の画
像メモリに記憶し、画像処理装置１６ｄにおけるディス
プレイ等に表示する。ホストコンピュータ１７を介して
提供されるディスプレイ等によるＳＩＭ像観察の情報ま
たは画像メモリから得られるＳＩＭ像の情報や、ホスト
コンピュータ１７から提供される予め決められた試料７
の座標データをもとに、コントローラ１６ｅはステージ
９を駆動して加工位置、加工領域を決定する。またディ
スプレイ等によるＳＩＭ像観察によって決定された集束
イオンビーム３の走査情報がホストコンピュータ１７を
介してコントローラ１６ａに提供されてデフレクタ（偏
向電極）が制御される。更に集束イオンビーム３による
試料の帯電防止のために、電子を放射する電子銃や接地
したプローブなどで構成された中和装置６を設ける。こ
の中和装置６は、コントローラ１６ｂからの指令で制御
される。

【００１１】チャンバ外の光源（例えばＨｅ−Ｃｄレー
ザ光源、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源、エキシマレーザ光源等
のレーザ光源）１１により発生させた光（例えばＨｅ−
Ｃｄレーザ光、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光、エキシマレーザ光
等のレーザ光）１３を、光学系１２により強度分布を一
様にした光に整形し（変換し）、試料室１０に設けたレ
ーザ導入窓１５を介してレチクル等の試料７上の所望の
領域に照射する。なお試料７の上方に集光レンズを置い
て、集光させても良い。ＣＣＤカメラ等の検出器１４
は、レチクル等の試料７を透過した透過光（透過部の位
相を忠実に示す透過回折光である。）の干渉光として、
受光して透過部の位相を示す信号が検出される。同様に
試料７の下方に集光レンズを置いて集光させたあと検出
器１４で受光しても良い。画像処理装置１６ｃは、上記
検出器１４からの検出信号を画像メモリに記憶してディ
スプレイ等にモニタ（表示）する。コントローラ１６ａ
は、画像処理装置１６ｃ、１６ｄから得られる情報に基
づいて処理して得られるホストコンピュータ１７からの
指令に基づいてイオン光学系２を制御して集束イオンビ
ーム試料７に対する加工を行なう。ここで、本実施例で
は光学系１２を試料室１０の上部に配置しているが、光
１３を試料室１０の下方より導入することも可能であ
る。また、本実施例では、光源１１、光学系１２等を真
空外に設置したが、必要に応じて真空内に設置すること
もできる。コントローラ１６ｆは、光源１１からの光の
照射を行わせたり、光学系１２を制御するものである。
ホストコンピュータ１７は、コントローラ１６ａ、１６
ｂ、１６ｅ、１６ｆ、画像処理装置１６ｃ、１６ｄを統
括制御するものである。

【００１２】次に、本発明に係る第１の実施例につい
て、図１、図２を参照して説明する。予め、別の検査装
置（図示せず）においてレチクル等の試料７上に存在す
る欠陥箇所の位置情報を特定し、この特定された欠陥箇
所の位置情報を、キーボード１７ｂまたは磁気ディスク
１７ｃ等の入力手段で入力してホストコンピュータ１７
の記憶装置１７ａに記憶し格納しておく。コントローラ
１６ｅは、ホストコンピュータ１７の記憶装置１７ａに
格納された欠陥個所の位置情報に基づいてステージ９を
移動制御してレチクル等の試料７上に存在する欠陥部分
３１を位置決めする（図２（ａ）に示す。）。次に、こ
の欠陥部分３１に光１３を照射し、検出器１４で、図２
（ｂ）に示すように透過光の強度分布（１次元分布ある
いは２次元分布）（特に透過光の位相に関する１次元ま
たは２次元の強度分布）を検出して画像処理装置１６ｃ
においてディスプレイ等に透過光の強度分布を表示し、
表示された光の強度分布（特に位相に関する強度分布）
を観察しながら、この強度分布（特に位相に関する強度
分布）が正常になる（図２（ｄ）に示す。）のを算出
し、正常になったとき（加工終点）（厳密には許容範囲
をもって正常になったとき）をホストコンピュータ１７
へフィードバックしてホストコンピュータ１７からの指
令によりコントローラ１６ａの制御に基づいて図２
（ｃ）に示すように欠陥部分３１へ集束イオンビーム３
の照射による加工を行う。また画像処理装置１６ｃにお
いて、得られた光の強度分布（特に位相に関する強度分
布）と予め記憶された正常な光の強度分布（特に位相に
関する強度分布）と比較してその差がなくなるのを算出
し、この差がなくなったとき（加工終点）（厳密にはこ
の差が許容範囲内になったとき）をホストコンピュータ
１７へフィードバックしてホストコンピュータ１７から
の指令によりコントローラ１６ａの制御に基づいて図２
（ｃ）に示すように欠陥部分３１へ集束イオンビーム３
の照射による加工を行う。上記許容範囲は、上記検出器
１４等による解像度および実際露光転写して現像した際
のパターン形状に基づいて決定される。また上記の如
く、集束イオンビーム３を欠陥部分３１へ照射して加工
するとき、必要に応じて画像処理装置１６ｄにおいて得
られる欠陥部分３１の形状情報のもとになるＳＩＭ像を
ディスプレイ等に表示し、この表示されたＳＩＭ像また
は直接画像メモリから得られるＳＩＭ像に基づいて（考
慮して）ホストコンピュータ１７から与えられる指令に
基づいてコントローラ１６ａは集束イオンビーム３の走
査条件を逐次補正していく。即ち、ホストコンピュータ
１７は、上記画像処理装置１６ｃ、１６ｄから提供され
る情報または作業者が入力手段１７ｂ、１７ｃを用いて
入力された情報から制御指令情報を作成し、この作成さ
れた制御指令情報により、コントローラ１６ａは、上記
の如く集束イオンビーム３の走査の制御を行ったり、集
束イオンビーム３の走査を逐次調整したりする。凹凸の
激しい３次元形状をもつ欠陥では、予め凸部分を除去し
て滑らかにするような前加工を行うことが有効である。
ただし、この加工部分にノズル等を用いてエッチングガ
ス（欠陥部分３１に対してはエッチングされ、欠陥部分
３１の下地（石英ガラス）はエッチングされにくいエッ
チングガス：例えばフッ素系ガス）を供給して集束イオ
ンビーム３を照射することによって加工を行う集束イオ
ンビームアシストエッチングを用いれば欠陥部分３１と
その欠陥部分の下地（石英ガラス）との加工選択比を利
用することが可能なので、欠陥形状を反映させないで加
工跡を平坦に仕上げることもできる。

【００１３】欠陥部分３１の寸法が光（レーザ光）１３
のスポットサイズよりも充分大きいような場合は、図３
に示すように光（レーザ光）１３をレチクル等の試料７
に対して相対的に走査（スキャン）して、検出器１４に
より透過光の強度分布（特に位相に関する強度分布）の
測定を行うことができる。特にステージ９を駆動して試
料７を移動させて走査させる場合には、その位置座標を
レーザ測長器等を用いて、約０．１μｍ以下の高分解能
で測定できる必要がある。他方光（レーザ光）１３を試
料に対して走査する場合、ガルバノミラー等を用いて行
えば良い。ところで、検出器１４の分解能が低いとき、
例えば検出器のＣＣＤカメラの画素サイズ（例えば約
０．１〜３ｍｍ□）が欠陥部分３１の寸法に比べて十分
小さくないときは、図４に示すように試料（マスク基
板）７と検出器１４との間に例えば５０〜２００倍の拡
大光学系（例えば５０倍の場合試料上において約２〜６
０μｍの分解能を有し、２００倍の場合試料上において
０．５〜１５μｍの分解能を有する。）１８を設けて、
透過光の強度分布（特に位相に関する強度分布）を測定
すればよい。

【００１４】集束イオンビーム３は、試料７の法線方向
から少しはずれているので、加工領域のエッジがテーパ
形状となってしまう可能性がある。この場合は図５に示
すように、図５（ａ）に示す状態から試料の法線を中心
軸として、試料７を１８０°回転させた（図５（ｂ）に
示す状態）後、テーパ状のエッジを除去すればよい。こ
のエッジのテーパを防ぐ手段として、集束イオンビーム
３を対向して２つ設置することも有効である。画像処理
装置１６ｃ、１６ｄは、このような２軸の集束イオンビ
ーム３による２方向の観察結果（透過光の強度分布（特
に位相に関する強度分布）及びＳＩＭ像）に基づいて３
次元形状をシミュレートする。ホストコンピュータ１７
は、画像処理装置１６ｃ、１６ｄによりシュミレートさ
れた３次元形状に対応して正常な３次元形状と比較する
ことによって指令を出し、コントローラ１６ａにおいて
制御する集束イオンビーム３の走査条件を決定できると
いった利点もある。

【００１５】次に欠陥修正方法の実施例について、図６
を用いて、深堀り型の位相シフトレチクルに適用した場
合を例にして、説明する。欠陥部分の一例として、石英
ガラス基板の位相をπシフトさせる部分に、石英ガラス
のエッチ残りが存在するような場合について説明する。
予め、ホストコンピュータ１７の入力手段１７ｂ、１７
ｃで入力された深堀り型の位相シフトレチクルにおける
正常なパターン配列（間隔、幅等の寸法と位相シフタの
付与位置）情報（深堀り型の位相シフトレチクルのＣＡ
Ｄ情報）を記憶装置１７ａに記憶格納し、更にこの正常
なパターンの配列情報（ＣＡＤ情報：設計情報）に基づ
いて指定される検出器１４が測定する視野領域とこの視
野領域における欠陥部分３１’が存在しない場合（正常
なパターンの場合）における透過光の位相の１次元また
は２次元の強度分布（図６（ｄ）に示す。）との関係
を、コンピュータ１７におけるシミュレーションもしく
は実験的に上記検出器１４から検出して求めて記憶装置
１７ａに記憶格納しておく（検出器１４が測定する視野
領域において存在する正常なパターンの配列が同じ場合
には、そこから測定される正常なパターンにおける透過
光の位相の１次元または２次元の強度分布も同じになる
ことから、検出器１４が測定する視野領域において存在
する正常なパターンの配列情報に対応させて、正常なパ
ターンにおける透過光の位相の１次元または２次元の強
度分布を記憶格納しておけばよい。）。当然画像処理装
置１６ｃの記憶メモリに記憶させておいても良い。また
欠陥部分３１’の修正完了判定（修正終了判定）におけ
る許容範囲については、検出器１４等における解像度と
実際露光転写して現像されたパターン形状との関係から
定めれば良い。

【００１６】まず図６（ａ）に示すように欠陥部分３
１’の位置に光（レーザ光）１３が照射されるようにホ
ストコンピュータ１７からの指令でコントローラ１６ｅ
の駆動制御によりステージ９を移動して位置決めする。
図６（ａ）に示すように、例えば、位相がπシフトして
いる石英ガラス表面に欠陥部分３１’がある場合、この
欠陥部分３１により位相がπシフトしなくなるために、
Ｃｒパターン３２の位置に相当する部分の光の強度が高
くなり、検出器１４により図６（ｂ）に示すような透過
光の位相の１次元または２次元の強度分布が測定される
ことになる。ホストコンピュータ１７は、上記欠陥部分
３１’が位置決めされた位置座標に基づいて、記憶装置
１７ａに記憶格納された深堀り型の位相シフトレチクル
における正常なパターン配列（間隔、幅等の寸法と位相
シフタの付与位置）情報から今欠陥部分を修正しようと
する領域（検出器１４で測定しようとする視野領域）に
おける正常なパターン配列情報を抽出し、この抽出され
た欠陥部分を修正しようとする領域における正常なパタ
ーン配列情報から、これに対応したところの記憶装置１
７ａに記憶格納された正常なパターンにおける透過光の
位相の１次元または２次元の強度分布（図６（ｄ）に示
す。）を読み出して、画像処理装置１６ｃに提供する。

【００１７】そして、コントローラ１６ａは、画像処理
装置１６ｄから得られるＳＩＭ像（場合によっては図８
（ａ）、（ｃ）に示す検出器３６ａで検出する局所透過
画像）によって得られるホストコンピュータ１７の指令
で、上記欠陥部分３１’が存在する領域のみへ集束イオ
ンビーム３を走査照射するようにデフレクタ（偏向電
極）等を制御する。このとき、欠陥部分３１’が存在す
る下地である石英ガラス表面を傷付けないようすること
が重要となる。従って、ホストコンピュータ１７は、コ
ントローラ１６ａに対して、上記欠陥部分３１’が存在
する領域のみへ集束イオンビーム３を走査照射するよう
にデフレクタ（偏向電極）等を制御できる情報を提供す
ることが重要となる。そして、画像処理装置１６ｃは、
検出器１４で測定された透過光の位相の１次元または２
次元の強度分布を、ホストコンピュータ１７から提供さ
れた検出器１４の視野領域における正常なパターンにお
ける透過光の位相の１次元または２次元の強度分布と比
較してその差を抽出し、この抽出された差が許容範囲内
になったとき、欠陥部分３１’が除去された（終点）と
判定し、集束イオンビーム３の照射を停止する指令を出
して、ホストコンピュータ１７を経由してコントローラ
１６ａによりブランキング電極を制御して集束イオンビ
ーム３の照射を停止する。なお、画像処理装置１６ｃ
は、ディスプレイ等に上記３つの画像を表示して、観察
しながら、作業者が欠陥部分３１’が除去された（終
点）と判定して、入力手段１７ｂ、１７ｃを用いて欠陥
部分３１’が除去された時点（終点）を指定しても良
い。

【００１８】以上説明したように、透過光の位相の１次
元または２次元の強度分布を画像処理装置１６ｃにおい
てモニタしながら、コントローラ１６ａの制御により集
束イオンビーム３を照射し、画像処理装置１６ｃにおい
て位相がπ反転して正常な透過光の位相の１次元または
２次元の強度分布（図６（ｄ）に示す。）となるまで、
石英ガラス３３の表面に対して掘り込んでいく。これに
より、図６（ｄ）に示すように、Ｃｒパターン３２に相
当する部分の透過光の位相の強度分布が落ちこみ、正常
な位相シフトパターンが得られる。その結果、欠陥のな
い位相シフトレチクルを縮小投影露光装置に搭載するこ
とによって、隣接した透明部分から回折して干渉する干
渉光において光の位相がπシフトするため、干渉するこ
となく、位相シフトレチクルにおけるＣｒパターン３２
が高解像度で基板上に縮小投影露光することができ、Ｃ
ｒパターン３２についてシャープな転写結果を得ること
ができる。

【００１９】次に第２の実施例について、図７を用いて
説明する。図７は第２の実施例の装置を表す図である。
本実施例は、位相のずれをモニタしながら加工を行う装
置である。まず、光源（レーザ発振器）１１より発生さ
せた光（レーザ光）１３を光学系１２により、平行光に
集光し、ハーフミラー１９ａを用いて２つに分け（分岐
し）、分けられた片方の透過光はミラー２０ｂ、２０ｃ
で反射して欠陥部分３１”に照射し、透過した光はハー
フミラー１９ｃで反射してハーフミラー１９ｂで反射し
て合成され、分けられた片方の反射光はミラー２０ａで
反射して欠陥のない部分に照射し、透過した光はハーフ
ミラー１９ｄ、ミラー２０ｄで反射してハーフミラー１
９ｂを透過することによって合成される。ハーフミラー
１９ｂにおいて合成された光の位相が±偶数π（０も含
む）の場合強められて干渉することになり、ハーフミラ
ー１９ｂにおいて合成された光の位相が±奇数πの場合
打消されて干渉光の強度は理想的には０となる。この欠
陥のない部分は参照光として用いるため、欠陥部分３
１”の底面との位相差が±偶数π（０も含む）（ハーフ
ミラー１９ｂにおいて合成された光の位相が合って強め
られて干渉することになる。）もしくは±奇数π（ハー
フミラー１９ｂにおいて合成された光の位相が逆位相と
なって打消されて干渉光の強度は理想的には０とな
る。）ずらすことが必要となる。そこで、２つの光路か
ら、ハーフミラー１９ｂにおいて合成される位相差が±
偶数π（０も含む）または±奇数πになるように一方の
光路において位相差を可変できる位相差調整機構３５を
設置することが必要となる。光源１１および光学系１２
は１つで構成する必要はなく、ハーフミラー１９ｂにお
いて合成される光の位相において、位相差が±偶数π
（０も含む）または±奇数πになるように構成されてい
れば良い。また光学系１２から出射される光は理想的に
平行光とはならず、僅かの拡がりをもっているので、分
岐されるハーフミラー１９ａから合成されるハーフミラ
ー１９ｂまでの光路長を合わせておく必要がある。即
ち、ハーフミラー１９ｂにおいてほぼ同じスポット径を
有することになり、検出器１４において、両方の位相差
を示す合成された干渉光を検出することができる。

【００２０】次に本実施例の方法について、図８を用い
て説明する。ここでは、深堀り型の位相シフトレチクル
の深堀り部分となるべきところが掘り込まれていない場
合を考える。検出器３６ａは、ハーフミラー１９ｃを透
過し、ミラー２０ｆで反射した欠陥部分３１”の透過光
による画像信号を検出するものである。また検出器３６
ｂは、ハーフミラー１９ｄを透過し、ミラー２０ｇで反
射した参照部分の透過光による画像信号を検出するもの
である。図８に示す場合において試料７がない状態にお
いて、ハーフミラー１９ｂにおいて合成される２つの透
過光の位相差が、±偶数π（０も含む）で、干渉により
光の強度が高くなる（明）ように構成されているものと
する。即ち、図８（ａ）に示すように、深堀り型の位相
シフトレチクルの深堀り部分となるべきところに掘り込
まれていない欠陥３１”が存在するものとする。この場
合、ハーフミラー１９ｂにおいて合成される２つの透過
光の位相差が、ほぼ±偶数π（０も含む）に近く、検出
器１４からは図８（ｃ）に時間ｔs で示すように、干渉
により光の強度が高く（明）なって検出される。検出器
１４で検出される光干渉強度を画像処理装置１６ｃにお
いてモニタしながら、ホストコンピュータ１７からの指
令に基づくコントローラ１６ａによる集束イオンビーム
３の走査制御により石英ガラス３３の欠陥部分３１”に
対して掘り込み加工を行う。掘り込み加工が時間ｔs か
ら、図８（ｄ）に示すように進行して位相差がついて行
くと、図８（ｃ）に示すように、ハーフミラー１９ｂに
おいて合成される干渉強度は徐々に減少していく。掘り
込み加工において位相がπずれた時（図８（ｄ）におい
て時間ｔe となったとき)、ハーフミラー１９ｂにおい
て合成される光干渉の強度は図８（ｃ）において示すよ
うに最低となるので、これを画像処理装置１６ｃにおい
て確認し、ホストコンピュータ１７からの指令に基づい
てコントローラ１６ａはブランキング電極等を制御して
集束イオンビーム３の照射を停止して加工を終了させ
る。なお、掘り込み加工をしながら、予め位相差付与量
が定められている位相差調整機構３５を切り替えること
によって、参照光との位相差が何度であるかを確認する
こともできる。

【００２１】また図８（ａ）に示す位相シフトレチクル
において、欠陥の部分に位相シフト用のＳＯＧ膜（ｓｐ
ｉｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ）膜が付与され、このＳＯＧ膜
の部分に欠陥が存在する場合においても適用することが
できることは明らかである。またこの掘り込み加工にお
いて、ガリウムを用いた集束イオンビームを照射する
と、この掘り込み加工の表面にガリウムが打ち込まれて
透過率を低下させる層が形成されることになる。そこ
で、検出器３６ａにおいて、掘り込み部分を透過する光
量を検出し、この検出された掘り込み部分の透過光量
が、検出器３６ｂで検出される石英ガラスの透過光の光
量を参照することによって得られる所望の目標値になる
ように、集束イオンビームアシストエッチングを用いる
ことで上記層のみを高い選択比で除去加工をすることが
でき、上記層による透過率低下を回避することができ
る。なお、上記層を除去した結果、掘り込み深さとし
て、位相が正確にπシフトするように加工することが必
要となる。

【００２２】次に第３の実施例を図９を用いて説明す
る。図９は光（レーザ光）１３と集束イオンビーム３を
同軸にして、試料７の面に対して垂直に照射する欠陥修
正装置の要部を示す図である。図９（ａ）に示すように
試料７の面に平行に光（レーザ光）１３を導入し、円孔
付きミラー２１で試料７の面に垂直方向に曲げ、円孔付
きレンズ２２により集光させて試料７上に照射する。集
束イオンビーム３を前記円孔を通過させて試料７上に照
射する。また、図９（ｂ）に示すように試料面に平行に
光（レーザ光）１３を導入し、円孔付き凹面鏡２３によ
り集光させながら試料７の面に垂直な光とし、円孔付き
レンズ２２により平行光に変えて試料７上に照射するな
ども考えられる。図９（ｃ）に示すように光（レーザ
光）１３を試料７の面に垂直に導入し、集束イオンビー
ム３は試料７の面に対して斜めより入射し、電場あるい
は磁場等を用いてビームの軌道を曲げて垂直に入射させ
ることもできる。

【００２３】以上の実施例では欠陥の修正装置及び方法
に関するものであるが、本発明は、欠陥の検査及び修正
装置、検査及び修正方法としても有効である。本発明に
係る第４の実施例を説明する。図１０は、本実施例の検
査修正システムを表す図である。光（レーザ光）１３を
試料７に走査して検出したデータより試料７の検査を行
う。検査の種類として、次のようなものが挙げられる。 （１）光（レ−ザ光）１３を走査して、検出器１４によ
り試料（レチクル）７上のパターン画像を検出し、画像
処理装置１６ｃにおいて、ホストコンピュータ１７の記
憶装置１７ａに記憶されている試料７上のパターンの設
計情報（ＣＡＤ情報）を読みだして、この設計情報と上
記検出されたパターンの画像とを比較してＣｒパターン
３２の欠損欠陥及び残留欠陥並びにＣｒパターン３２の
間の透明部分における位相シフト用のＳＯＧ（spin on
glass）膜または掘り込み部における欠陥を検出するこ
とができる。また上記設計情報の代わりに、試料（レチ
クル）７上で繰り返されるパターンが存在する場合に
は、それらから検出器１４によって検出されるパターン
画像、または同じパターンが形成されている別な試料
（レチクル）７上のパターンから検出器１４によって検
出されるパターン画像にすることができる。 （２）光（レ−ザ光）１３を試料（レチクル）７の面に
対して垂直方向から所望の角度傾斜させた方向から照射
して異物から発生する散乱光を試料（レチクル）７を通
して検出器により検出することにより透過部分に存在す
る異物を検出することができる。

【００２４】ホストコンピュータ１７における検査処理
手段（ＣＰＵにおける検査処理）２４は、画像処理装置
１６ｃから得られる欠陥・異物に関するデータに基づい
て検査データを作成する。そしてホストコンピュータ１
７は、検査処理手段２４から得られる検査データに基づ
いて、記憶装置１７ａに格納されたデータベースにより
修正可能か否かの判定をする。ホストコンピュータ１７
において、修正すべきと判断した場合は、修正処理手段
（ＣＰＵにおける修正処理）２５により修正レシピを作
成する。そして、ホストコンピュータ１７は、上記修正
処理手段２５から得られる修正レシピに基づいて、前記
光１３の照明により検出器１４から検出される透明部分
の位相情報を画像処理装置１６ｃによりモニタしなが
ら、指令をコントローラ１６ａに提供し、コントローラ
１６ａにより集束イオンビーム３の走査照射を制御して
実際露光するする際隣接した透明部分との間において光
の位相がπずれるように、掘り込みを行って位相シフト
レチクルに対して修正を行う。なお、集束イオンビーム
３の照射により得られるＳＩＭ像から欠陥部分のおおま
かな３次元情報が得られるので、上記ホストコンピュー
タ１７における検査処理手段２４において検査の補助的
な情報として用いることもでき、また上記ホストコンピ
ュータ１７における修正処理手段２５において修正レシ
ピを作成するための情報として用いることもできる。

【００２５】以上の実施例は、試料室１０内にガス供給
機構を設けてイオンビーム照射部に反応性ガスを供給す
る集束イオンビームアシストエッチングや、ＣＶＤガス
を供給し薄膜を形成する集束イオンビームデポジション
についても同様に有効である。即ち、検出器１４によっ
て試料７上の透明部分（石英ガラス部分）における光の
位相差情報を検出することができるので、所望のエッチ
ング深さで集束イオンビームアシストエッチングを行う
ことができ、また所望の膜厚の薄膜を集束イオンビーム
デポジションで行うことができる。ガリウムを用いたイ
オンビームをマスクの透明部分（位相シフタレチクルの
石英ガラス部分）に照射すると、ガリウムが入り込んで
透過率が低下する層が形成される。そこで、集束イオン
ビームアシストエッチングを用いることで選択比を高く
してこの層のみを取り除くことができ、その結果、透過
率低下を回避することができる。また、以上の実施例で
は荷電ビームとして集束イオンビームを用いているが、
電子ビームを用いることも可能である。この時、加工速
度を高めるために反応性ガスを用いた電子ビームアシス
トエッチングや、電子ビームデポジションも有効であ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、位相シフトレチクルに
おける欠陥を、隣接した透明部分との位相が正確にπに
なるように高精度で修正することができる効果を奏す
る。

【００２７】また本発明によれば、集束された荷電ビー
ムを照射して加工する方法及びその装置において、透明
部分における位相差に基づいて加工終点を検出できるよ
うにしたので、位相差に応じた深さのエッチング加工を
施すことができる効果を奏する。また本発明によれば、
集束された荷電ビームを照射して加工する方法及びその
装置において、透明部分における位相差に基づいて加工
終点を検出できるようにしたので、位相差に応じた膜厚
の局所薄膜を成膜することができる効果を奏する。また
本発明によれば、集束された荷電ビームを照射して加工
する装置において、透明部分における位相差情報を検出
しながら、反応性エッチング加工または成膜加工を行う
ことで簡略化でき、低コスト化を実現することができる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る集束イオンビーム加工装置におけ
る第１の実施例の装置構成を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る第１の実施例を用いて検出器によ
って透過光の強度分布を測定してレチクル等の試料上の
欠陥を修正する方法を説明するための図である。

【図３】本発明に係る第１の実施例を用いて検出器によ
って透過光の強度分布を測定する際、光と試料とを相対
的に走査することを示す図である。

【図４】本発明に係る第１の実施例を用いて検出器によ
って透過光の強度分布を測定する際、拡大光学系を用い
る場合を示した図である。

【図５】本発明に係る第１の実施例を用いてテーパエッ
ジ除去方法を示す図である。

【図６】本発明に係る第１の実施例を用いて位相シフト
レチクル上の欠陥を修正する方法を示す図である。

【図７】本発明に係る集束イオンビーム加工装置におけ
る第２の実施例の装置構成を示す概略構成図である。

【図８】本発明に係る第２の実施例を用いて位相シフト
レチクル上の欠陥を修正する方法を示す図である。

【図９】本発明に係る集束イオンビーム加工装置におけ
る第３の実施例における試料上に光を照明する部分にお
ける概略構成を示す図である。

【図１０】本発明に係る集束イオンビーム加工装置にお
ける第４の実施例の装置構成を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…イオン源、２…イオン光学系、３…集束イオンビー
ム ４…荷電粒子検出器、５…ビーム室、６…中和装置 ７…試料（位相シフトレチクル）、８…試料ホルダ、９
…ステージ １０…試料室、１１…光源（レーザ発振器）、１２…光
学系 １３…光（レーザ光）、１４…検出器、１５…導入窓 １６ａ、１６ｂ、１６ｅ、１６ｆ…コントローラ １６ｃ、１６ｄ…画像処理装置、１７…ホストコンピュ
ータ １７ａ…記憶装置、１７ｂ、１７ｃ…入力手段 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ…ハーフミラー ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２
０ｇ…ミラー ３１、３１’、３１”…欠陥部分、３２…Ｃｒパターン ３３…石英ガラス、３５…位相差調整機構、３６ａ、３
６ｂ…検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水村 通伸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 古泉 裕弘 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所半導体事業部内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物上の処理領域に光を照射して前記
   被処理物からの透過光の分布を検出し、この検出された
   透過光の分布に基づいて前記被処理物上の処理領域への
   荷電ビームの照射を制御して荷電ビームに基づく処理を
   行うことを特徴とする荷電ビーム処理方法。
2. 【請求項２】被処理物上の処理領域に光を照射して前記
   被処理物からの透過光の位相情報を検出し、この検出さ
   れた透過光の位相情報に基づいて前記被処理物上の処理
   領域への荷電ビームの照射を制御して荷電ビームに基づ
   く処理を行うことを特徴とする荷電ビーム処理方法。
3. 【請求項３】回路パターンを有するフォトマスクにおけ
   る欠陥部に荷電ビームを走査照射して２次荷電粒子を検
   出し、該２次荷電粒子から得られる２次荷電粒子画像に
   基づいて前記荷電ビームの走査を制御して欠陥部に対し
   て加工を施し、前記欠陥部に光を照射して得られる透過
   光の分布に基づいて前記加工の終点を検出して前記荷電
   ビームの前記欠陥部への照射を停止することを特徴とす
   るフォトマスクの欠陥修正方法。
4. 【請求項４】回路パターンを有するフォトマスクにおけ
   る位相シフタ部に存在する欠陥部に荷電ビームを走査照
   射して２次荷電粒子を検出し、該２次荷電粒子から得ら
   れる２次荷電粒子画像に基づいて前記荷電ビームの走査
   を制御して欠陥部に対して加工を施し、前記欠陥部に光
   を照射して得られる透過光に基づいて位相シフト量を検
   出して、この位相シフト量が奇数πになるように前記荷
   電ビームの前記欠陥部への照射を制御することを特徴と
   するフォトマスクの欠陥修正方法。
5. 【請求項５】前記荷電ビームが集束イオンビームである
   ことを特徴とする請求項３または４記載のフォトマスク
   の欠陥修正方法。
6. 【請求項６】回路パターンを有する位相シフタ付フォト
   マスクにおける位相シフタ部から得られる透過光の位相
   情報に基づいて、荷電ビームを前記位相シフタ部へ照射
   して加工を施すのを制御することを特徴とするフォトマ
   スクへの加工方法。
7. 【請求項７】回路パターンを有する位相シフタ付フォト
   マスクにおける位相シフタ部から得られる透過光の位相
   情報に基づいて、荷電ビームを前記位相シフタ部へ照射
   して反応性エッチング加工を施すのを制御することを特
   徴とするフォトマスクへの加工方法。
8. 【請求項８】回路パターンを有する位相シフタ付フォト
   マスクにおける位相シフタ部から得られる透過光の位相
   情報に基づいて、荷電ビームを前記位相シフタ部へ照射
   して成膜加工を施すのを制御することを特徴とするフォ
   トマスクへの加工方法。
9. 【請求項９】前記荷電ビームが集束イオンビームである
   ことを特徴とする請求項７または８記載のフォトマスク
   への加工方法。
10. 【請求項１０】被処理物上の処理領域に光を照射して前
    記被処理物からの透過光の分布を検出する検出光学系
    と、該検出光学系で検出された透過光の分布に基づいて
    前記被処理物上の処理領域への荷電ビームの照射を制御
    して荷電ビームに基づく処理を行う荷電ビーム制御処理
    手段とを備えたことを特徴とする荷電ビーム処理装置。
11. 【請求項１１】被処理物上の処理領域に光を照射して前
    記被処理物からの透過光の位相情報を検出する検出光学
    系と、該検出光学系で検出された透過光の位相情報に基
    づいて前記被処理物上の処理領域への荷電ビームの照射
    を制御して荷電ビームに基づく処理を行う荷電ビーム制
    御処理手段とを備えたことを特徴とする荷電ビーム処理
    装置。
12. 【請求項１２】回路パターンを有するフォトマスクにお
    ける欠陥部に光を照射して得られる透過光に基づいて前
    記欠陥部への荷電ビームによる加工の終点を検出する検
    出光学系と、前記欠陥部に前記荷電ビームを走査照射し
    て２次荷電粒子を検出し、該２次荷電粒子から得られる
    ２次荷電粒子画像に基づいて前記荷電ビームの走査を制
    御して欠陥部に対して加工を施し、前記検出光学系で加
    工の終点が検出されたとき、前記荷電ビームの前記欠陥
    部への照射を停止する荷電ビーム照射制御手段とを備え
    たことを特徴とするフォトマスクの欠陥修正装置。
13. 【請求項１３】回路パターンを有するフォトマスクにお
    ける位相シフタ部に存在する欠陥部に光を照射して得ら
    れる透過光に基づいて位相シフト量を検出する位相シフ
    ト量検出光学系と、前記欠陥部に荷電ビームを走査照射
    して２次荷電粒子を検出し、該２次荷電粒子から得られ
    る２次荷電粒子画像に基づいて前記荷電ビームの走査を
    制御して欠陥部に対して加工を施し、前記位相シフト量
    検出光学系から検出される位相シフト量が奇数πになる
    ように前記荷電ビームの前記欠陥部への照射を制御する
    荷電ビーム照射制御手段とを備えたことを特徴とするフ
    ォトマスクの欠陥修正装置。
14. 【請求項１４】回路パターンを有する位相シフタ付フォ
    トマスクにおける位相シフタ部から透過光による位相情
    報を検出する検出光学系と、該検出光学系から検出され
    る透過光の位相情報に基づいて、前記荷電ビームを前記
    位相シフタ部へ照射して加工を施すのを制御する荷電ビ
    ーム照射制御手段とを備えたことを特徴とするフォトマ
    スクへの加工装置。
15. 【請求項１５】前記荷電ビーム照射制御手段において、
    反応性エッチング加工を施すべく、エッチングガスを供
    給する手段を有することを特徴とする請求項１４記載の
    フォトマスクへの加工装置。
16. 【請求項１６】前記荷電ビーム照射制御手段において、
    成膜加工を施すべく、成膜ガスを供給する手段を有する
    ことを特徴とする請求項１４記載のフォトマスクへの加
    工装置。