JPS60218844A - パタ−ン膜形成装置 - Google Patents

パタ−ン膜形成装置

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JPS60218844A
JPS60218844A JP59074511A JP7451184A JPS60218844A JP S60218844 A JPS60218844 A JP S60218844A JP 59074511 A JP59074511 A JP 59074511A JP 7451184 A JP7451184 A JP 7451184A JP S60218844 A JPS60218844 A JP S60218844A
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JP
Japan
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compound
substrate
charged particle
particle beam
temperature
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Pending
Application number
JP59074511A
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English (en)
Inventor
Takashi Minafuji
孝 皆藤
Yoshitomo Nakagawa
良知 中川
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60218844A publication Critical patent/JPS60218844A/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72Repair or correction of mask defects
    • G03F1/74Repair or correction of mask defects by charged particle beam [CPB], e.g. focused ion beam
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造工程のなかで必要とされる
パターン膜形成装置に関し、例えば、ホトマスクの欠陥
修正装置に関するものである。
半導体製造工程において使用されるマスクおよびレチク
ルはパターンを露光しエツチングするととにより製造さ
れるが、この際パターンに欠陥が生じて問題となってい
る。この欠陥には2種類あり、1つは削られるべき個所
が残ってしまったもので黒点欠陥と呼び、もう1つは残
るべき個所が削られてしまったもので白点欠陥と呼ぶ。
この欠陥のうち白点欠陥を有機化合物と荷電粒子ビーム
照射によって修正する従来方法は大きく分けて2方法が
提案されている。すなわち、最初の従来方法は公告番号
昭58−56495の特許に述べられているようにマス
クにホトレジスト等の有機被膜を塗布した後、白点欠陥
部分にイオンビームを照射して照射領域にある有機被膜
をポリマー化または炭化する方法である。このようにし
てポ9q−化または炭化した膜は優れた遮光性と付着強
度を持っており白黒欠陥を修正する材料として適してい
る。ところでこの方法では有機被4v塗布する工程が必
要で時間がかかり、さらに照射するイオンビームは10
0 Kev 以上の高エネルギーでるるために装置が大
がかりになる等の問題点かある。白黒欠陥を有機化合物
と荷電粒子ビーム照射に、よって修正する他の従来方法
としては公告番号昭58−46055の特許に述べられ
ているように白点欠陥位置を有機化合物蒸気の存在する
雰囲気にして荷電粒子ビーム照射を行ない、有機化合物
分子をポリマー化または炭化させて白点欠陥個所に付着
させる方法がある。この方法は1査目の方法と比較する
と、有機被膜を塗布する工程がいらないことや、照射す
る荷電粒子の加速エネルギーが50 Key 以下でで
きるために装置が簡単になる等の長所がある。この方法
に使用する有機化合動程として従来、例えば、真空ポン
プ油のような有機化合物は常温での蒸気圧が低く、パタ
ーン膜形成を行なうと付着強度の弱い部分が生じたり正
確なパターンエツジの形成が困難である等の問題が生じ
る。この現象については後で第5図(a)を用いて詳し
く説明する。一方、半導体製造工程においては炭化膜ば
かりでなくクロムやアルミニウム等の各種の局所パター
ン膜の形成が要望されている。これらのパターン膜形成
に使用する物質として、1984年の理化学研究所第1
5回シンポジウム「イオン注入とサブミクロン加工」で
述べられたように(OH3)sAl!や(C!r(Os
Ha)z)が提案されている。ところで上記のような化
合物はその蒸気圧が高いので基板表面に付着する分子割
合を増やすために、装置構成として荷電粒子ビーム発生
源を設置した部屋とは別に基板を設置した部屋を設ける
必要があった。その理由は、ノ(ターン膜形成を光分な
速さで得られるようにするために、基板を設置した部屋
の圧力f 10−” Torr程度にする必要があるこ
とと、荷電粒子ビーム発生源を安定に製作させるために
荷電粒子ビーム発生源を設置した部屋の圧力を10−’
 Torr以下の高真空に保つ必要があることによる。
このように蒸気圧の高い化合物を使用するパターン膜形
成装置においては、その装置構成が複雑になるという問
題点があり、さらに基板を設置した部屋、内の圧力が高
いために荷電粒子ビームが散乱されて微細なパターン膜
を形成することが困難になるという問題点があった。
以上に説明してきた意味においてパターン膜形成に使用
できる化合働程には大きな制限があり、形成可能なパタ
ーン膜の種類も限られていた。
本発明の目的は基板の温度全制御する手段を設けること
により、上記した従来技術の欠点をなくし、パターン膜
形成に使用できる化合物の種類及び実用的に形成可能な
パターン膜の種類を大幅に増やすことを可能にすること
でおる。
以下、図面に従って、本発明の詳細な説明する。
第1図は白点欠陥を有するホトマスクの部分平面図、第
2図は化合物蒸気を基板に吹き付けつつ荷電粒子ビーム
を照射することによってパターン膜形成を行なう例を説
明するだめの断面図、第3図は吹き付けられて基板表面
に付着した化合物が荷電粒子ビーム照射によって分解ま
たは化合して膜を形成する現象を説明するための断面図
、第4図は本発明である基板の温度を制御する手段を設
けた装置を説明するための図である。
第1図において、1はガラス板等の基板、2はクロム等
で基板1上に描かれたパターン、61゜52.55は代
表的な白点欠陥でそれぞれ素子脱落、断線、ピンホール
を示しており、いずれも光が透過してしまうために修正
する必要がある。すなわち、これらの光透過部に伺らか
の加工を施してパターン2と同様の遮光性を持たせるこ
とが必要である。
第2図(a)において61は修正されるべき素子脱落、
4は荷電粒子ビーム発生源で、イオンまたは電子等の荷
電粒子を発生する荷電粒予混と、発生した荷電粒子を加
速、偏向、集束させる荷電粒子光学系(共に図示せず)
を含んでいる。そして前記荷電粒子ビーム発生源4で発
生した荷電粒子ビーム5は素子脱落61の領域に照射さ
れる。
また6は化合物蒸気供給源で、化合物の蒸気7を白点欠
陥位置に吹き付けるためのものである。ここで前記化合
物蒸気供給源6には温度制御機構またはパルプの開閉機
構(共に図示せず)が含まれており、白点欠陥位置に吹
き付ける化合物の蒸気7の:tt−調節できるようにな
っている。同、従来技術においては、基板1の温度は常
温でおる。この化合物の蒸気7の一部は基板1上に付着
し、荷電粒子ビーム5を照射することによって分Psま
たひ化合して安定な膜となる。第2図(b)は上記の方
法によって素子脱落51上にパターン膜8を形成したこ
とを示す図である。
第5図は吹き付けられて基板表面に付着した化合物が荷
電押子ビームによって分解または化合して膜を形成する
現象を説明する断面図で、照射する荷電粒子ビーム5の
種類、エネルギー、電流密度および支持板りの温度また
は有機化合物の吹き付は量等の条件は等しいとする。そ
して荷電粒子ビーム照射位置11での付着化合物の蒸気
圧が第6図(a)では5 X 10−’ Torr程度
、第5図(b)では5 X 10” TOrr程度、第
6図(c)では5X 10” TOrr程度とする。さ
て、第5図(、)の例では支持板1上に付着した化合物
は蒸発速度が遅いために吹き付けられた蒸気の大部分が
付着化合物tm q e形成する。付着化合物層9のう
ち荷電粒子ビーム5を照射した部分は選択的に分解また
は化合して、屡さが薄くなり、付層化合物)−9よりも
低い位置に凝り固まってパターン族8となる。このとき
付着化合物層9とパターン膜8との境界近傍には付着化
合物層9が不完全に分解または化合した層10が生じ、
正確なパターンエツジの形成が困難になったり、付着強
度の弱い部分が脱落する等の不都合が生じる。第5図(
b)に示す例では、化合物蒸気が基板1に吹き付けられ
て付着すると、基板温度におけるその化合物の蒸気によ
って定まる一定の時間付着位置に留まった後に蒸発する
。基板温度において蒸気圧が約5X10−4Torrと
なるような化合物は上記のような付着および蒸発の過程
のなかで適当な厚さの付着化合物層9を形成し、この付
着化合物+1li9に荷電粒子ビーム5を照射すること
によって分解または化合しテパターンJItG’に形成
する。このようにしてパターン膜8の厚さは時間と共に
堆積するように成長する。−万、荷電粒子照射位置11
以外の化合物吹付は位置に生じる付着化合物層9の厚さ
は必要とするパターン膜8の厚さに比べて薄い状態で平
衡となる。そして化合物の蒸気7の供給を止めると付着
化合物層9はすみやかに蒸発によって消滅し、パターン
膜形成に何ら障害をもたらさない。第6図(C)の例で
は、基板1上に付着した化合物は瞬時にして蒸発してし
まう。このためパターン膜8は極めてゆっくりとしか形
成されない。
第4図は本発明による温度制御手段を設けたパターン膜
形成装置の実施例である。基板1、荷電粒子ビーム発生
源4、荷電粒子ビーム5および化合物の蒸気7は前記第
2図に示したものと同等である。また化合物蒸気供給源
は、化合物の蒸気7を基板1の所定位置に吹きつけるた
めのノズル61と、化合物62と、化合物62を入れる
容器65と、化合物62の吹き付けを開始または停止す
るためのパルプ64と、ヒーター65によって構成され
ている。ここで化合物62の蒸気圧が低いときには、ヒ
ーター65の加熱温度を制御すること罠よって蒸気圧を
変化させ、ノズル61から吹き付ける化合物62の強度
を変化させる。また、化合物62の蒸気圧が高いときに
は、ヒーター65は使用せず、バルブ64の開閉量を調
節することによって化合物62の吹き付は強匿金変化さ
せる。一方、基板1はヒーターを内蔵した支持板12に
よって固定されている。基板1を常温よりも高い温度に
保つときには、このヒーターを通電加熱させる。また、
支持板12はベルチェ素子等でできたヒートポンプ16
の冷接面側と接続されている。ヒートポンプ16の温接
面側は恒温板14と接続されている。ここで基板1の温
度を常温よりも低い温度に保つときには恒温板14の温
度は一定に保たれる。すなわち恒温板14は冷却源15
と冷却チューブ16vl−介して接続されており、循環
ポンプ17によって冷却に15で冷却された冷却液を恒
温板14の内部に循環させる。そしてヒートポンプ16
に流す電流全制御することによって基板1及び支持板1
2から恒温板14の送りこむ熱tを調節し、基板1の温
度制御をする。
恒温板14はX−Xステージ18上べ固定されており、
基板1の任意の個所を荷電粒子ビーム照射位置に移動で
きるようになっている。
、9は駆動機でXLYステージ18t−駆動させるため
のものである。また荷電粒子ビームの照射は真空中で行
なう必要があるため、系は真空チャンバー20の内部に
置かれ、排気系21によって排気されている。ところで
基板1t−加熱または冷却する意味は次のようなところ
にある。すなわち、有機化合物拙が常温では蒸気圧が低
くて、前記第6図(eL)に示したような不完全なパタ
ーンエツジ部10を形成する傾向がある場合には基板1
の温度を上げて、荷電粒子ビーム照射位置11の近傍に
生じる付着化合物層9が適当な厚さになるようにする。
また使用する有機化合物が常温では蒸気圧が高くて前記
第5図(c)で説明したようにパターン膜8の成長速度
が遅いときには、基板1の温度を下げて荷電粒子ビーム
照射位置11の近傍に生じる付着化合物層9が適当な厚
さになるようにする。荷電粒子ビーム照射位置近傍の化
合物の蒸気圧’k I X 10−’Torrから5 
X 10−” Torrとなるような温度は、トリメチ
ルアルミニウム使用時には−71℃、トリメチルアルミ
ニウム使用時には−10℃トリメニルインジウム使用時
には一61℃、トリエチルタリウム使用時には一41℃
、ジエチル亜鉛使用時には一86℃、ジメチル力ドミワ
ム使用時には一101℃、ジエチルカドミクム使用時に
は一55℃、トリエチルタリウム使用時には一25℃、
Or (、C5Hs O2) s使用時には+7℃で、
それぞれ±20℃の範囲内である。
ここで照射する荷電粒子とは電子、正イオン、負イオン
を意味し、ビームは集束ビームでも非集束ビームでもよ
い。また、基板の温度制御中段として通電方式や熱電素
子等を使用したti接的な温度制御でも、赤外線や高周
波等全使用した誘導的な温度制御でもかまわない。そし
て第4図では説明しなかったが、必要に応じてパターン
膜を観察するための光学顕微鏡や2次イオン検出系、あ
否いは基板の帯電現象全防止するための゛逼子銃等をパ
ターン換形成装置に設置することも可能である。
さらに前記化合物蒸気供給源を2棟類界上パターン膜t
e成装置内に設けて2s類以上の化合物蒸気全基板表面
に吹き付けられる構造とし、吹き付ける化合物に応じて
基板の温度を変化させることによって2極類以上のパタ
ーン膜形成を行なうことも可能である。
以上述べてきたように本発明によれば基板の温度を制御
する手段を設けることによって荷電粒子ビーム照射位置
近傍の温度全制御してパターン膜形成に使用できる化合
物の種類及び膜の種類の選択幅を大幅に広げることがで
きる。すなわち、ホトマスクの欠陥修正ばかりでなく金
やモリブデン等高原子番号の元素を含む化合物を使用し
てXfi!マスクの欠陥修正又はIC4板の断線修理に
対しても極めて有効である。また、常温での蒸気圧の高
い化合物を使用するときKは、基板を冷却するために装
置内の圧力が従来と比較して低くなり、荷電粒子ビーム
の散乱が著しく減少して微細なパターン膜形成を行なえ
る事も改良点である。
【図面の簡単な説明】
第1図は白点欠陥を有するホトマスクの部分平面図、第
2図は化合物を基板に吹き付けつつ荷電粒子ビームを照
射することによってパターン膜形成を行なう例を説明す
るための断面図、第5図は、吹き付けられて基板表面に
付着した化合物が荷電粒子ビームによって分解または化
合して膜全形成する現象を説明するた、めの断面図、第
4図は本発明の特徴でるる基板の温度を制御する手段を
設けた装置を説明するための図である。 1・・・基板、 2・・・パターン 31・・・素子脱落 62・・・断線 65・・・ピンホール 4・・・荷電粒子ビーム発生5
・・・荷電粒子ビーム 係 6・・・化合物蒸気供給源 61・・・/7:k 62・・・化合物65・・・容器
 64・・・パルフ ロ5・・・ヒーター 7・・・化合物の蒸気8・・・パ
ターン膜 9・・・付着化合物層10・・・不完全なパ
ターンエツジ部 11・・・荷電粒子ビーム照射位置 12・・・支持板 15・・・ヒートポンプ14・・・
恒温板 15・・・冷却W 16・・・冷却チューブ 17・・・循環ポンプ1B・
・もX−Yステージ19・・・駆kJJ機20・・・真
空チャンバー 21・・・排気系風 上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上 務 第1図 、12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物の蒸気の存在する雰囲気内で荷電粒子ビームを基
    板の所定個所に照射し、前記所定個所に前記化合物を分
    解または化合させることにより固体化して、所定のパタ
    ーン膜を形成するパターン膜形成装置において、前記所
    定個所における前記化合物の蒸気圧が1 )c 10−
    ’ Torrから5X10−”Tovrにするように基
    板の温度制御手段を設けたことを特徴とするパターン膜
    形成装置。
JP59074511A 1984-04-13 1984-04-13 パタ−ン膜形成装置 Pending JPS60218844A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01150139A (ja) * 1987-11-09 1989-06-13 American Teleph & Telegr Co <Att> デバイスのマスク修正プロセスとマスク

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS586133A (ja) * 1981-07-03 1983-01-13 Mitsubishi Electric Corp 微細パタ−ン形成装置

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