JPS61117546A - 集束荷電粒子ビ−ムを用いたマスク修正装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造工程で使用されるマスクの白色欠陥
修理や、黒色欠陥修理を行なう、集束荷電粒子をもちい
た、マスク修正装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体製造工程においてもちいら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ことに、より
作られるが、この際１枚のマスクにつき５０個程度の欠
陥が生じている。この欠陥には次の２種類がある。１つ
はけずられてしまうべき所が残ってしまう黒色欠陥と、
もう１つは残るべき所がけずられてしまう白色欠陥であ
る。従来からあるレーザーマスクリペア装置は、黒色欠
陥部分にレーザービームを照射し、蒸発させるだけの機
能しかないため、後者の欠陥、即ち膜の欠損部分の修復
は全くできなかった。そして後者の欠陥を修複する際に
は、もう１度マスクの全面にレジスト膜をつけてベーク
した後、埋めようとする部分だけを露光し、現像してか
ら金属又は金属酸化物の膜付けを行ない、さらにり７ト
オ７を行なう工程が必要であった。この方法では、マス
ク修復のためにマスク製造工程のかなりの部分を繰り返
さねばならなく、時間がかかっていた。しかも修復の際
の再エツチングで新しい欠陥が生じる可能性があるため
、修復後に再検査を行ない、場合によっては再び修復を
行なう必要があって、多大な時間と手間を要していた。

又、半導体の高集積化に伴ない、マスクのパターンの巾
は狭くなり、従来の方法では、対応が困難になりつつあ
る。

以上の問題点を解決する方法として、荷電粒子ビームと
化合物ガスとの反応を利用して、微細な薄膜パターンを
形成する方法がある。その１つとして、理化学研究所第
１５回シンポジウム「イオン注入とサブミクロン加工」
講演予稿集に第２図に示すように、化合物ガス１２を試
料室１３に設けられたサブ試料室１４に供給し、電子銃
１５より放出された電子ビーム１６を、サブ試料室１７
の小孔より、試料１８に照射する方法が提案されている
。しかし第２図で示した方法は、サブ試料室を設ける方
法であるため、試料の駆動が複雑になるだけでなく、マ
スクのような大型試料には、対応がきわめて困難になる
。さらに、荷電粒子としてイオンをもちいた場合、イオ
ンの物理的性質を利用した試料表面観察機能と、スパタ
リングによるエツチング機能、すなわち、黒色欠陥修理
機能が考えられる。サブ試料室をもちいる方法において
は、白色欠陥修正時には、サブ試料室内部へ化合物ガ、
スを導入するが、黒色欠陥修正時、もしくは、欠陥状態
観察時には、サブ試料室内部での上記化合物ガスの分圧
を充分に低い状態にしなければならない。そのため、サ
ブ試料室を用いる方法は、化合物ガスの制御に時間がか
かりすぎる。

Ｃ本発明が解決しようとする問題点〕 前述の様に従来の方法、提案は、白色欠陥及び黒色欠陥
の修正を行なうためには、非常に多くの時間を要するだ
けでなく、半導体の高集積化に伴なうマスクパターンの
微細化に対応する事が困難になってきた。その解決のた
め、１μｍ以下に集束されたイオンビームと、イオンビ
ーム照射位置に化合物ガスを吹付ける化合物ガス吹付は
装置を備えたマスク修正装置により、白色欠陥と黒色欠
陥の修正が、１台の装置で、連続的にかつ迅速に行なえ
ることが分かってきた。その時に次の事が問題になる。

化合物ガスと、イオンビームの反応によりマスク上に形
成される薄膜の成長速度は、イオンビームの照射ｍ　（
ｈ／ｃｄ　）とガスの吹付は量との間に、密接な関係が
あり、ガスの吹付量が少ない時は、薄膜の成長速度が遅
くなり、場合によっては、イオンによる薄膜の成長より
イオンのスパタリングによるエツチングの方が勝り、マ
スクに穴が開くことさえある。逆に、ガスの吹付量が多
すぎると、形成される膜の物理的、化学的性質が悪くな
り、マスクとして使えないものになることがある。さら
にガスの吹付量の過多は、試料室内やイオンビーム照射
系を汚し、イオン源の安定度を悪くする。

〔問題点を解決しようとする手段〕

イオンビーム照射位置に、吹付けるガスの斂を任意の値
に制御するため、試料室内の吹付はガスの成分を質量分
析装置で測定し、測定されたガスの成分の量に応じて、
化合物ガス供給装置の温度もしくは、化合物ガス供給装
置と、化合物ガス吹付装置の間に設けられたニードルバ
ルブを制御することを特徴とする集束荷電粒子ビームを
用いたマスク修正装置である。

〔実施例〕

以下、図面に従って本発明の実施例について説明する。

第１図において、イオン源１から放出されたイオンビー
ム２は、イオンビーム照射系３の対物し、″／、ズ４に
より試料ステージ５に載せられた試料６の表面に集束さ
れる。予め、欠陥検査装置により求められた欠陥の場所
は、試料ステージ６を駆動し、イオンビーム２の走査に
より、マスク表面を図示されていない観察手段で観察さ
れ、欠陥の形状９位置を求めることができる。欠陥の形
状をイオンビーム制御装置に入力し、イオンビームの走
査によりマスクは修正される。ここで白色欠陥の修正場
合、化合物ガス供給装置７により作られた化合物ガスは
、弁８を通って、化合物ガス吹付装置９により、イオン
ビーム照射位置に吹きつけられる。化合物ガス吹付装置
より吹付けられたガスの一部は、質量分析装置１０によ
り吹付はガスの成分が分析される。化合物ガスとして、
ピレンを用いた時は、炭素の分析を行なう、又６フツカ
タングステンを用いた時は、フッソもしくはタングステ
ンの分析を行なう。質量分析装置で分析されたガスの量
に従った信号を、温度コントローラー１１に入力し、ガ
ス供給装置の温度を変える。質量分析装置１０で分析さ
れたガスの鼠が所定の値より少ない時は、温度コントロ
ーラを介して、ガス供給装置の温度を上昇させ、所望の
位置に吹付けるガスの量を増加させる。文通に、質量分
析装置で分析されたガスの量が所定の値より多い時は、
温度コントローラを介して、ガス供給装置の温度を下げ
、所望の位置に吹付けるガスの量を減少させる。質量分
析装置により、ガスの吹付量が一定になった事を確認し
た後、イオンビームで、所望の位置を照射し、イオンビ
ームと、化合物ガスの反応により、薄膜が形成され、白
色欠陥の修理を行なう。

黒色欠陥の修正の場合は、弁８を閉じ、欠陥ケ所を、イ
オンビームで走査し、イオンビームによるスバタリング
で、不用な薄膜を除去する事により、黒色欠陥の修正を
行なう。黒色欠陥修正の際エンドポイントモニターとし
て質量分析装置１０を使用する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、真空中の化合物ガスの蝋を質量分析装
置で測定し、化合物ガスの量に応じて、化合物ガス供給
装置の温度を変え、イオンビーム照射位置に吹付ける化
合物ガスの吹付量を任意の値に制御することができるた
め、イオンビームと化合物ガスの反応により生成される
薄膜の形成速度を任意に選ぶことができるだけでなく、
微細薄膜パターンの物理的、化学的性質の良好なものを
、迅速に得ることができる。なお、本発明によるマスク
修正装置は、フォトマスクやＸ線マスクの修正だけでな
く、化合物ガスの種類をモリブデン化合物ガスや、アル
ミニウム化合物ガスや、クロム化合物ガスにすることに
より、超ＬＳＩの配線の接続に使用できることが明らか
になっている。

又、ガスの０Ｎ−ＯＦＦを弁で行なう方式であるため、
イオンビームのスパタリングによるエツチングで不要薄
膜、不要配線の除去が同一の装置で実施でき、迅速な修
正が可能となった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明にかかるマスク修正装置である。第２図
は現在提案されている荷電粒子と化合物ガスの反応を利
用した薄膜形成方法である。 １・・・・・・イオン源 ２・・・・・・イオンビーム ５・・・・・・試料台 ６・・・・・・試料 ７・・・・・・化合物ガス供給装置 ８・・・・・・弁 ９・・・・・・化合物ガス吹付装置 １０・・・質量分析装置 １１・・・温度コントローラ 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空室内にＸ−Ｙ方向に駆動する試料台と、試料
   に対して集束荷電粒子を照射する荷電粒子照射系と、化
   合物ガス供給装置と、化合物ガスを荷電粒子照射位置に
   吹きつける化合物ガス吹付装置と、真空室内のガスの量
   を分析する質量分析装置とを備えた集束荷電粒子ビーム
   を用いたマスク修正装置において、質量分析装置で測定
   されたガスの量に応じて、化合物ガス供給装置の温度を
   制御し、荷電粒子照射位置に吹きつけられるガスの量を
   任意の値に制御するようにした事を特徴とする集束荷電
   粒子ビームを用いたマスク修正装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、質量分析装置で
   測定されたガスの量に応じて化合物ガス供給装置と化合
   物ガス吹付装置の間に設けられたニードルバルブを制御
   し、荷電粒子照射位置に吹きつけられるガスの量を任意
   の値に制御するようにした事を特徴とする集束荷電粒子
   ビームを用いたマスク修正装置。