JPS61123843A - 集束イオンビ−ムを用いたマスク修正装置 - Google Patents

集束イオンビ−ムを用いたマスク修正装置

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JPS61123843A
JPS61123843A JP59245605A JP24560584A JPS61123843A JP S61123843 A JPS61123843 A JP S61123843A JP 59245605 A JP59245605 A JP 59245605A JP 24560584 A JP24560584 A JP 24560584A JP S61123843 A JPS61123843 A JP S61123843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion beam
mask
area
beam irradiation
defects
Prior art date
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Pending
Application number
JP59245605A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Sato
佐藤 光義
Takashi Minafuji
孝 皆藤
Yoshitomo Nakagawa
良知 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
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Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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】 α、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イオンビームを用いた
マスク修正装置に関するものである。
b。従来の技術 半導体製造工程において用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つは削られるべきケ
所が残ってしまったもので黒色欠陥と呼ばれ、もう1つ
は残るべきケ所が削られてしまったもので白色欠陥と呼
ばれている。この欠陥のうち白色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。R初の従来方法は公告番
号昭58−16493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t−塗布した後、白色
欠陥部分にイオンビームを照射し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
してポリマー化または炭化した膜は優れた遮光性と付着
強度をもっており白色欠陥を修正する方法として原理的
には適している。しかしこの方法では有機被膜を塗布す
る工程が必要で時間がかかり、さらに照射するイオンビ
ームのエネルギーが100 Kgτ以上の高エネルギー
であるためζこ装置が大がかりになる等の問題点がある
。白色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和58−460
55の特許に述べられているように白色欠陥位置を有機
化合物蒸気の存在する雰囲気にして電子ビーム照射を行
ない、有機化合物分子をポリマー化または炭化させて白
色欠陥個所に付着させる方法がある。この方法は1番目
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、照射する電子ビームの加速エネルギーが30
Kgτ以下で可能なために装置が簡単になる等の長所が
あり、より現実的である。
C6本発明が解決しようとする問題点 マスクの欠陥には、前述のように白色欠陥と黒色欠陥が
あり、マスク修正装置は白色欠陥や黒色欠陥の修正機能
とともに欠陥形状の観察機能を備える必要がある。集束
イオンビーム照射系と化合物ガス吹付装置と二次イオン
を分析する質量分析装置を備えたマスク修正装置は、イ
オンビームと化合物ガスの反応により所望のケ所に薄膜
を形成させる白色欠陥の修正と、イオンビームのスパッ
タリングにより所望のケ所の薄膜を削り取る黒色欠陥の
修正と、二次電子像もしくは二次イオン像の観察による
欠陥形状の観察を化合物ガス吹付のON−〇FF制御に
より実行することができる。
しかし、化合物ガスとイオンビームの反応Iζよる薄膜
の形成方法は、イオンビームのガス分子との反応断面積
が大きいため、薄膜の成長速度が大きい等のメリットを
もっているが、イオンビームの密度(A/m” )が少
なすぎると薄膜の基板への付着強度や硬度等の物理的特
性が悪くなり、逆にイオンビーム密度が大きすぎるとス
パッタリングにより薄膜が形成されなかりたりする。た
とえば、10001!hrL!以上の領域へイオンビー
ムを照射し、化合物ガスとの反応により薄膜を形成させ
る場合はイオンビーム密度の不定のため、パターン膜が
その形成位置から脱離することがあり、逆に1縞宜以下
の領域へイオンビームを照射した場合は、イオンビーム
の密度が過剰となるため、スパッタリング現象が支配的
となり、パターン膜の形成どころか、マスク基板または
レチクル基板が削れてしまう。この様な理由により、従
来技術ζこおいては、修正できる白色欠陥の面積が限ら
れていた。
本発明は、上記の問題点を解決するための方法を提供す
るものである。
d0問題点を解決しよりとする手段 本発明は集束イオンビーム照射系と化合物ガス吹付装置
と2次イオンを分析する質量分析装置と2次イオンの2
次元的な分布を表示する2次イオン像表示装置とt−備
えた集束イオンビームを用いたマスク修正装置において
、白色欠陥パターンの面積を2次イオン像表示装置で求
め、白色欠陥パターンの面積に応じて、イオンビームの
照射量ヲイオンピーム照射系のイオンビーム引出し電圧
もしくは、静電型コンデンサレンズの電圧、もしくは、
プランキング電極のデユーティを変えることにより制御
する手段である。
e、実施例 まず最初に、白色欠陥位置に化合物ガスを吹付けながら
イオンビーム照射を行なってパターン膜を形成する現象
を、実験結果に基すいて説明する。
第2図は、化合物ガスの吹付量を一定にした時のイオン
ビーム照射密度とパターン膜の膜厚成長速度の関係を示
した図である。ここで使用した化合物カスハ、トリフェ
ニレンで、イオンビームハ20Kevのガリウムである
。第2図においてイオンビームの平均照射密度が5 X
 1(1−’(A/cm” )以上の時にはイオンビー
ム照射によるスパッタリング現象の影響が大きくなり、
生成するパターン膜の膜厚成長速度が遅くなる。逆にイ
オンビームの平均照射密度が2 X 10−’ (A/
cy” ) 以下(7) RJ(u、イオンビームの照
射が不足の状態になり、充分なパターン膜の成長速度が
得られない。ま念、パターン膜の基板との付着強度と黒
化度は、電流密度が大きいほど望ましいため、前述のパ
ターン膜の成長速度との関係から、実用的な電流密度の
許容幅はきわめて狭く、白色欠陥の面積に応じてイオン
ビームの照射電流密度の制御を行なうシステムが強く望
まれていた。
以下本発明の実施例上図面に従って説明する。
第1図において、液体金属イオン源1の先端部から、イ
オン引出し電極2に印加された電圧により。
電界効果によりイオンビーム8が引キ出される。
イオンビームは静電型コンデンサレンズ4,5と静電型
対物レンズ6により試料7に照射される。
イオンビーム走査回路8の出力電圧を走査電極9に印加
し、イオンビームを走査させ、その時、試料7より放出
される2次イオンを質量分析器lOで分析し、その出力
を2次イオン像表示装置11に入力することにより試料
表面のパターンを知ることができる。2次イオン像表示
装置11に表示されたパターンから白色欠陥の位置と欠
陥の形状を欠陥面積演算器臣に入力し、欠陥面積を演算
させる。
イオンビームをプランキング電極13により7アラデイ
ーカツプ14に導びき、その時の出力と、欠陥面積演算
器の出力とをフンパレータ15により比較   7し、
コンパレータ15の出力がゼロになるように、レンズ電
圧制御装置16を動作させる0例えば、イオンビーム電
流を減少させたい時は、静電型コンデンサレンズ4に印
加する電圧を高くシ、焦点距離を短かくすることにより
絞り17を通過するイオンビーム電流を減少させること
ができる。その時の電流値は、欠陥面積演算器の出力に
より決定される。その後、最適な電流密度のイオンビー
ムを試料に照射し、化合物ガス吹付装置18から化合物
ガス・を欠陥ケ所に吹付け、ガスとイオンビームとの反
応により所望のパターン膜を形成させる。
又、コンパレータ15の出力をイオンビーム引出し電圧
制御装置に入力することにより同様な動作が可能なこと
がわかっている。
又、欠陥面積演算器の出力を図示していない、プランキ
ング電圧制御装置に入力し、欠陥面積演算器の出力が小
さい時、すなわち欠陥面積が小さい時は、プランキング
電極に電圧を印加する時間を長くシ、試料に照射するイ
オンビームの電流量を、小さくする。逆に、欠陥の面積
が大きい時はプランキング電極に電圧を印加する時間を
短かくし、試料に照射するイオンビームの電流量を太き
くし、欠陥部への平均電流密度をたえず一定にすること
により、物理的、化学的性質の安定なパターン膜を得る
ことがで逃る。
なお、本発明では、イオンビームの電流量を制御する信
号として、2次イオン像によるマスクの欠陥面積情報を
用いてbるが、イオンビームの照射によってマスクより
発生する2次電子を検出し、2次電子像によるマスクの
欠陥面積情報を用いてもよい。
10発明の詳細 な説明してきたように本発明の集束イオンビームを用い
たマスク修正装置を用いることにより集束イオンビーム
による黒色欠陥の修正だけでな(、ltim”から数千
μyx”までの広範囲な白色欠陥の修正を容易に実施す
ることができるよりになった。
また、この白色欠陥修正の方法は、半導体素子の配線パ
ターンの修正にも適応可能な事が、確認された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す、第2図は、本発明に
先だって行なった実験結果を示す。 2・・イオン引出し電極 4・・静電型コンデンサレンズ 7・・試料 lO・・質量分析装置 11・・・2次イオン像表示装置 12・・欠陥面積演算器 15・・コンパレータ 16・−レンズ電圧制御装置 18・・化合物ガス吹付装置 以   上

Claims (4)

    【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
    に対して集束イオンビームを照射するイオンビーム照射
    系と、イオンビーム照射位置に化合物ガスを吹きつける
    化合物ガス吹付装置と、試料からの2次イオンを分析す
    る質量分析装置と、2次イオンの2次元的な分布を表示
    する2次イオン像表示装置とを備えた集束イオンビーム
    を用いたマスク修正装置において、マスク上の薄膜の欠
    損部分の面積に応じて、イオンビーム照射量を制御する
    ことを特徴とする集束イオンビームを用いたマスク修正
    装置。
  2. (2)特許請求第1項において、マスク上の薄膜の欠損
    部分の面積に応じて、イオンビーム照射系の静電形コン
    デンサレンズに印加する電圧を変えることにより、イオ
    ンビーム照射量を制御することを特徴とする集束イオン
    ビームを用いたマスク修正装置。
  3. (3)特許請求第1項において、マスク上の薄膜の欠損
    部分の面積に応じて、イオンビーム照射系のイオンビー
    ム引出し電圧を変えることにより、イオンビーム照射量
    を制御することを特徴とする集束イオンビームを用いた
    マスク修正装置。
  4. (4)特許請求第1項において、マスク上の薄膜の欠損
    部分の面積に応じて、イオンビーム照射系のプランキン
    グ電極へ印加する電圧のデューティを変えることにより
    イオンビーム照射量を制御することを特徴とする集束イ
    オンビームを用いたマスク修正装置。
JP59245605A 1984-11-20 1984-11-20 集束イオンビ−ムを用いたマスク修正装置 Pending JPS61123843A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62174765A (ja) * 1985-10-02 1987-07-31 Seiko Instr & Electronics Ltd マスクリペア装置
JPS6373252A (ja) * 1986-08-27 1988-04-02 エヌ・ベ−・フィリップス・フル−イランペンファブリケン パタ−ン仕上げ装置
US5004927A (en) * 1987-12-10 1991-04-02 Fujitsu Limited Process for forming a fine pattern having a high aspect ratio
US6329106B1 (en) 1999-04-27 2001-12-11 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Repair method for phase shift mask in semiconductor device

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