JPS6125146A - フオトマスク欠陥修正方法 - 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】 （発明の利用分野〕 本発明はフォトマスクの白点欠陥（欠落欠陥）を短時間
に修正可能にしたフォトマスク欠陥修正方法に関する。

〔発明の背景〕

フォトマスクの欠陥には、残留欠陥（黒点欠陥）と欠落
欠陥（白点欠陥）の二種類がある。これらの欠陥は、Ｌ
ＳＩ等半導体置の歩留まりを左右する。またこれらの欠
陥の修正は生産性に大きく影響するので、これらの欠陥
の修正に要する工程は少なくし、かつ短時間に行う必要
がある。

上記フォトマスクに発生する欠陥のうち、残留欠陥（黒
点欠陥）については、従来よリレーザによる修正方法た
とえば特公昭５２−９５０８号に記載されている方法に
よって大巾な工程短縮が実現されている。

一方欠落欠陥（白点欠陥）即ち正常なパターンの一部が
欠落した様な欠陥については、従来リフト・オフ法が用
いられている。このリフト・オフ法はつぎの工程によっ
て行われている。

（１）欠落欠陥を有するフォトマスク全面にポジ型フォ
トレジストを塗布する。

（２）部分露光法を用いて欠落欠陥部のみに露光を行う
。

（３）現象処理により欠落欠陥部のレジストに窓あけを
行う。

（４）真空蒸着により欠落欠陥部と、その周辺のレジス
ト上あるいはフォトマスク全面のレジスト上に金属膜を
形成する。

（５）レジスト除去を行い、同時にレジスト上に形成さ
れている金属膜を除去する。

この様に、リフト・オフ法を用いた場合には。

多くの工程を必要とするので、フォトマスクの欠落欠陥
の修正としては、生産の点で充分なものといえないもの
である。

また、従来より有機金属ガス雰囲気内で電子ビームを照
射して金属を析出する方法が用いられている。この方法
はたとえば、１５−ｔｈ　ＳｙＩＩｌｐｏｓｉｕｍ　ｏ
ｆＩｏｎ　Ｉｍｐｌａｎｔａｔｊｏｎ　ａｎｄ　Ｓｕｂ
ｍｉｃｒｏｎ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ（１９８４年２
月）におけるＳ、Ｍａｔｓｕｉ及びに、Ｍｏｒｊによる
”Ｎｅｗ　５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｙＥｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅ
ａｍ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　５ｕｒｆａｃｅ　Ｒｅａｃｔｉ
ｏｎ”と題する文献に紹介されている。

この文献で紹介されている方法は、第６図に示す如（、
Ｃｒ（ＣｓＨｓ）ｚを納めたソースチャンバー１からバ
ルブ２を介して試料３が納められたチャンバー４内にＣ
ｒ　（Ｃｓ　Ｈ，＆　）２蒸気が供給され、サブチャン
バー４にあけ・られたピンホール５を通過する電子銃６
からの電子ビーム７が照射され、試料３上にＣｒ膜を析
出するというものである。

然るに、上記の文献には単に金属−有機錯体ガス雰囲気
内で電子ビームを照射して金属を析出する方法の原理が
紹介されているに過ぎず、これを実施するための具体的
な方法たとえばフォトマスクの欠落欠陥と、電子ビーム
との位置合せ、電子ビームの走査範囲の設定等について
は何等記載されていない。また通常の走査型電子顕微鏡
の機能を利用することもできない。

〔発明の目的〕

本発明は上記金属−有機錯体あるいは有機ガス雰囲気内
で電子ビームを照射して金属を析出する方法における技
術的な問題点を解決し、フォトマスクの欠落欠陥の修正
に要する工程数を少なくシ。

かつ修正に要する時間を短縮可能にしたフォトマスクの
欠陥修正方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するため、電子ビーム光学系
と同一光軸上を通る光学的観察手段によりフォトマスク
の基板側から電子ビームの照射領域を設定し、設定され
た領域の内側のみに電子ビームを照射させて上記フォト
マスクの欠落欠陥を修正することを特徴とするものであ
る６−〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を示す第１図により説明する。

同図において、８は真空チャンバにして、上方の真空チ
ャンバ８ａ内には上方から陰極９ａ、第１陽極９ｂ、第
２陽極９ｃからなる電子銃９と、上部アパーチャ１０．
ブランキ゛ング電極１１．下部アパーチャ１２゜レンズ
コイル１３．偏向コイル１４．ス′テイグマコイル１５
、とを設けている。上記上部アパーチャｌＯはその中心
部にピンホール１０ａを形成してこのピンホール１０ａ
から上記電子銃９よりの電子ビームを放出させている。

上記ブランキング電極１１は、上記偏向コイル１４によ
る走査位置と、後述の矩形状の開口スリット２９の投影
位置とを比較し、上記偏向コイル１４により走査される
電子ビームが第２図に示す矩形投影像３４の内側にある
ときのみブランキング電極１１に電圧を印加せず、電子
ビームを下部アパーチャ１２のピンホール１２ａを通過
させ、それ以外の時には、ブランキング電極１１に電圧
を印加して電子ビームを曲げ、上部アパーチャ１０より
の電子ビームが下部アパーチャ１２のピンホール１２ａ
内を通過しないようにしている。即ち、上記ブランキン
グ電極１１は下部アパーチャ１２とともに電子ビームを
ＯＮ、ＯＦＦするようにしている。上記偏向コイル１４
は、上方の真空チャンバ８ａ内に保持され、その内部の
一定面積の矩形領域１４ａ内に上記レンズコイル１３に
より集束された電子ビームを通過させつつ、Ｘ−Ｙに走
査する。上記スティグマコイル１は、上記偏向コイル１
４よりの電子ビｉムを通過させつつそのスポット形状を
整える如くしている。

また下方の真空チャンバ８ｂ内にはサブチャンバ１６、
ミラー１７を保持し、側壁には窓１８を固定している。

上記サブチャンバ１６は上方中心部にピンホール１６ａ
を形成し、このピンホール１６ａの下方対向位置に窓１
６ｂを固定し、内部を開閉弁１９ａを有する配管１９に
て材料ガスボンベ２０に接続している。この材料ガスボ
ンベ２０はその内部に例えば（ＣｓＨｓ）ｚＣｒを充填
している。２１は中空状に形成されたＸ−Ｙステージに
して、欠陥検査装置（図示せず）による欠落欠陥位置の
情報に基づいて駆動される駆動機構（図示せず）により
サブチャンバ１６内をＸ−Ｙ方向に走査する如く保持さ
れ、内部に上記サブチャンバ１６に固定された対物レン
ズ２２を内蔵し上方部にパターン面を上向きに１体に固
定したフォトマスク２３を保持している。２４ａ、２４
ｂは２個１対のハーフミラ−にして、互いに上方部が外
方に開口するように反対芳向に傾斜し′ている。２５は
結像レンズ、２Ｇは接眼レンズ、２７は光源２７ａとミ
ラー２７ｂとからなる照明光学系、２８は結像レンズで
ある。

また２９は２対のナイフエッチで構成される（１対のみ
図示）可変矩形スリット、３０は移動機構にして、上記
可変矩形スリット２９の形状・寸法を可変にしている。

３１はスリット位置検出器にして、上記２個の可変矩形
スリット２９を構成するナイフェツジの移動位置を検出
する。３２は参照光学系にして、レンズ３２ａ、干渉フ
ィルタ３２ｂおよび光源３２ｃとから形成されている。

なお、図示していないが、上記真空チャンバ８内と、必
要に応じてサブチャンバ１５内とを夫々排気ポンプに接
続している。

上記の構成であるから、フォトマスク２３をＸ−Ｙステ
ージ２１上に載置したのち、真空チャンバ８内の気体お
よび必要に応じてサブチャンバ１６内の気体を排気ポン
プにより排出させる。

ついで、欠陥検査装置による欠陥位置情報によりＸ−Ｙ
ステージ２１を駆動してフォトマスク２３の欠陥部を対
物レンズ２２の視野内に再現させる。上記フォトマスク
２３の欠陥部とその周辺は、上記対物レンズ２２．窓１
６ｂ、ハーフミラ−２４ａ、２４ｂ、結像レンズ２５．
接眼レンズ２６を介して照明光学系２７にょる落射照明
により基板を通じて観察することができる。同時に参照
光学系３２の干渉フィルタ３２ｂにより光源３２ｃから
の特定波長の光が対物レンズ２２と結像レンズ２８によ
り、フォトマスク２３のパターン３３が結像される位置
に置かれた可変矩形スリット２９の投影像３４を逆に結
像レンズ２８と対物レンズ２２によりフォトマスク２３
のパターン３３面に結像され、矩形投影像３４は接眼レ
ンズ２６によりａｍすることができる。

そこで１作業員はフォトマスク２３のパターン３３と矩
形スリット２９の投影像３４を同時に観察しなからス！
ノット位置移動機構３０により矩形スリット２９の投影
像３４の位置を調整して両者の投影像３３．３４を合致
させる。この点を第２図について詳述するとフォトマス
ク２３には通常クロム薄膜で形成されるパターン３３面
上で矩形投影像３４を形成する可変スリット２９の位置
を接動させ、矩形投影像３４が正常なパターン３３の外
方位置にならないように、かつ欠落欠陥３５を完全に覆
うように位置合せが行われる。このとき、電子銃９から
の電子ビームが偏向コイル１４によって走査された位置
と矩形スリット２９間の投影位置とを比較し、上記電子
ビームの走査位置が矩形スリット２９間の矩形投影像３
４の内側にある場合のみ電子銃９からの電子ビームを下
部アパーチャ１２のピンホール１２ａ内を通ってフォト
マスク２３のパターン３３面に照射される。即ち、電子
銃９からフォトマスク２３のパターン３３面に照射され
る位置は偏向コイル１４により調整され、矩形スリット
２９の矩形投影像３４の位置は移動機構３０により調整
され、かつ偏向コイル１４にてｍｖｘされる前の電子銃
９からフォトマスク２３に照射される電子ビームの光線
に対する偏向コイル１４にて走査位置を調整されたのち
の電子ビームの光軸との距離は偏向コイルＪ４電流から
容易に求まる。またハーフミラ−２４ａと参照光学系３
２を通乞光軸から移動機構３０により可変矩形スリット
２９を構成するナイフエッチ先端が移動した距離はスリ
ット位置検出器３１により求まる。

ここで上記光軸と各ナイフエッチ先端との距離とフォト
マスク２３上での光軸と投影された矩形の各辺との距離
の比は対物レンズ２２と結像レンズ２８による投影倍率
に一致するから上記各光軸を一致させることにより電子
ビームの走査位置と、可変矩形スリット２９間の投影像
３４の位置とを比較することは容易である。

この状態で開閉弁１８を開いて材料ガスボンベ２０内の
材料ガス（Ｃｓ　Ｈｒ、　）２　Ｃｒをサブチャンバ１
６内に導入して材料ガス（ＣｓＨｓ）ｚＣｒがフォトマ
スク２３の欠落欠陥部３５を覆い、かつ電子ビームがフ
ォトマスク２３の欠落欠陥部３５に照射すると材料ガス
（Ｃｓ　Ｈｓ　）　ｚから分解したクロムあるいはクロ
ムと炭素の化合物からなる遮光膜を析出することができ
るので、これによってフォトマスク２３に発生した欠落
欠陥部３５を完全に修正することができる。即ち、フォ
トマスク２３の欠落欠陥部３５に極めて近い位置にある
材料ガス（ＣｓＨｓ）ｚＣｒの分子が電子ビームのエネ
ルギによ−り谷解し、クロムあるいはクロムと炭素との
化合物が基板上に付着するため、電子ビームの照射領域
と同じ形成２寸法の析出膜が得られる。

もし、フォトマスク２３に複数個の欠落欠陥３５が存在
する場合には、各欠落欠陥３５について上記と同一作業
を順次行うことにより、複数個の欠落欠陥３５を修正す
ることができる。修正後は開閉弁１９ａを閉じ、サブチ
ャンバ１６内の材料ガス（Ｃ６Ｈ，、）２Ｃｒが酸素と
反応して酸化クロムを発生しサブチャンバ１６内を汚染
する恐れがある場合には、サブチャンバ１６内のガスを
外部に排出したのち、フォトマスク２３を取出して修正
作業が完了する。

第１図に示した実施例においては、フォトマスク２３の
欠落欠陥３５の［４および位置合せに用いる光学系が対
物レンズ２２として無限遠補正系対物レンズを用いた場
合について述べたが、これに限定されるものでなく、た
とえば第３図に示す如く、有限補正系の対物レンズ３６
を使用しても同じ効果を得られることは云うまでもない
。

即ち、上記対物レンズ３６によるフォトマスク２３のパ
ターンは対物レンズ３７により観察することができ、一
方のハーフミラ−２４ａにより曲げられ、結像した位置
におかれた可変矩形スリット２９の投影像３４は対物レ
ンズ３６によりフォトマスク２３のパターン３３面に投
影される。なお、第３図に示したものの中、上記以外は
第１図と同一である。

つぎに第４図は本発明の他の実施例を示す。同図におい
ては、上方の真空チャンバ３８内に陰極３９ａ、第１陽
極３９ｂおよび第２陽極３９ｃからなる電子銃３９とブ
ランキング電極４０．コンデンサレンズコイル４１．上
部矩形アパーチャ４２ａ、偏向電極４３．整形レンズコ
イル４４．下部矩形アパーチャ４２ｂ９編小レンズコイ
ル４５．投影レンズコイル４６および偏向電極４７を設
けている。上記ブランキング電極４０は電圧が印加され
たとき、電子ビームが曲げられ、上部矩形アパーチャ４
２ａにより遮られるが、それ以外のときには、コンデン
サレンズコイル４１により集中されながら上部矩形アパ
ーチャ４２ｂにより電子ビームの断面形状を矩形状にす
る。偏向電極４３は矩形状の整形レンズコイル４４に゛
より集中された電子ビームをｘ−Ｙ方向に一定角度だけ
偏向させて下部矩形アパーチャ４４により矩形状の電子
ビームの一部即ち、矩形ビームと下部矩形アパーチャ４
２ｂとの重合した部分のみをもとの矩形状の電子ビーム
より小さな矩形状の電子ビームとして通過するようにし
ている。また上記偏向電極４３はその偏向角度を変える
ことにより矩形状の電子ビームの各辺の長さを任意に変
更することができる。上記偏向電極４３により所定の大
きさに調整された矩形状の電子ビームは縮小レンズコイ
ル４５．投影レンズコイル４６により縮小され、サブチ
ャンバ１６にあけられたピンホール１６ａを通過してフ
ォトマスク２３の欠落欠陥に投影、照射されるように構
成されている。

上記以外は第１図と同一であるから第１図と同一符号を
もって示す。

上記の構成であるから、フォトマスク２３をＸ−Ｙステ
ージ２１上に載置したのち、真空チャンバ３８内の気体
および必要に応じてサブチャンバ１６内ノ気体を排気ポ
ンプにより排出させる。ついで欠陥検査装置による欠陥
位置情報によりＸ−Ｙステージ２工を駆動してフォトマ
スク２３の欠陥部を対物レンズ２２の視野内に再現させ
る。ついで、接眼レンズ２６により、第２図に示す如く
、矩形スリット２９の投影像３４とフォトマスク２３に
形成されるパターン３３をｖＡ察しながら上記投影像３
４が上記パターン３３の外方位置にならないようにフォ
トマスク２３の欠落欠陥３５を完全に覆うように位置合
せを行なう。

ついで、位置検査器３１により可変矩形スリット２９の
位置を検出し、矩形投影像３４の各辺の長さと、中心の
座標を求める。上記可変矩形スリット２９の位置から求
めた長さと、実際の投影像３４の長さの比は対物レンズ
２２と結像レンズ２８による投影倍率に一致する。この
求まった矩形投影像３４の各辺の寸法から上記上部偏向
電極４３に印加する電圧を調整し、照射される矩形電子
ビームの寸法と投影された投影像３４の寸法を一致させ
る。このようにして求まった矩形電子ビームを下部偏向
電極４７に印加する電圧を調整して照射される矩形電子
ビームの中心と、投影された矩形像３４の中心とを一致
させる。前もってブランキング電極４ｏにより電子ビー
ムをＯＮ状態にし、一定時間照射する。然る後開閉弁１
９ａを開いて材料ガスボンベ２ｏがら材料ガス（Ｃ６Ｈ
６）ＺＣｒをサブチャンバ１６内に導入しておけばサブ
チャンバ１６のピンホール１６ａを通過した電子ビーム
が照射する矩形領域内で上記材料ガス（ＣＧ＋（、）ｚ
　Ｃｒが分解し、ＣｒあるいはＣｒと炭素との化合物が
析出して欠落欠陥３５を完全に修正することができる。

なお、第４図に示した実施例においては、欠落欠陥３５
の観察位置のための光学系の代りに第３図に示した光学
系を用いても同一効果が得られる。また上記第１図乃至
第４図に示した実施例においては、材料ガスとして（Ｃ
６Ｈ６）ｚＣｒを用いた場合について述べたが、この（
ＣｅＢ６）ｚＣｒは常温では固体であるが、昇華性があ
り真空中で１０−３〜１Ｏ−４Ｔｏｒｒの蒸気圧が得ら
れる。また加熱すると。

蒸気圧は増加し、１５０℃で１乃至２　Ｔｏｒｒの蒸気
圧が得られ、３００℃以上で分解する性質を有する。

ただし、本発明の場合、電子ビーム照射による発熱のた
めに分解するだけでなく、電子ビームのエネルギにより
直接分解する。また、この材料に限定されるものでなく
、たとえば（Ｃ，Ｈ６）　Ｍｏ。

ＣＣ，、ＨＧｊ２ｗ等の材料を使用することもできる。

ただし、この場合、析出する膜はそれぞれＭｏあるいは
Ｍｏと炭素との化合物、ＷあるいはＷと炭素との化合物
である。

つぎに第５図に本発明のさらに他の実施例を示す。この
場合は、電子銃からフォトマスク２３への電子ビームの
照射系および真空チャンバ８，３８は第１図あるいは第
４図と同一構成である。フォトマスク２３の欠落欠陥の
観察および位置合せのための光学系は対物レンズ２２．
サブチャンバ１６に設けられた窓１６ｂ、ミラー１７．
真空チャンバ８に設けられた窓１７．ハーフミラー２４
．結像レンズ４ｇ、ＴＶカメラ４９．モニタ５０．電子
ライン発生器５１．制御装置５２、落射照射用光源２７
から構成されている。またフォトマスク２３のパターン
３３面は対物レンズ２２と結像レンズ４８によりＴＶカ
メラ４９の撮像管面に結像され、モニタ５０の画面上に
表示される。このモニタ５０の画面上に表示されたパタ
ーンの欠落欠陥部を電子ライン発生器５１により発生さ
せて電子ライン５３（縦横２本づつ）により正常なパタ
ーンから外方に出ないようにかつ欠落欠陥部を完全に覆
うように囲む、このときの各電子ライン５３の位置信号
を制御装置５２に送り、電子ビーム照射系が第１図に示
した場合には、位置信号によりブランキング電極１１を
制御して電子銃９がらの電子ビームをＯＮ、ＯＦＦを行
なって電子ライン５３で囲まれた内側のみに電子ビーム
を走査させる。また電子ビーム照射系が第４図に示す場
合には、各電子ライン５３で囲まれた矩形の各辺の長さ
および矩形中心の座標を算出して偏向電極４３および４
７を制御してブランキング電極４０により電子ビームを
ＯＮ　、　ＯＦＦさせ、電子ライン５４で囲まれた矩形
領域内のみに電子ビームを照射する。なお、第５図に示
す実施例においては、たとえば、電子ビーム光学系の中
心（光軸）と、モニタ５０の画面の中心とを一致させて
おくことにより、正確な電子ビーム照射位置を設定する
ことができる。

以上述べたる如く、本発明は１工程でフォトマスクの欠
落欠陥の修正を行なうことができ、かつ、光学的に観察
２位置合せ等を行うので、正確な修正を容易に実施する
ことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフォトマスク欠陥修正
装置を示す構成図、第２図はそのフォトマスクの欠陥の
位置合せの説明図、第３図は本発明の他の一実施例を示
す光学系の構成図、第４図は本発明の他の一実施例を示
すフォトマスク欠陥修正装置を示す構成図、第５図は本
発明の他の一実施例を示す光学系の構成図、第６図は従
来の金属−有機錯体ガス雰囲気内における電子ビームの
照射による′金属の析出の一例を示す構成図である。 ８．３８・・・真空チャンバー、９．３９・・・電子銃
、１０゜４２ａ・・・上部アパーチャ、１１．４０・・
・ブランキング電極。 １２．４２ｂ・・・下部アパーチャ、１３．４４・・・
レンズコイル。 １４・・・偏向コイル、１５・・・スティグマコイル、
４３・・・偏向電極、１６・・・サブチャンバ、】７・
・・ミラー、１８・・・窓、１９・・・配管、１９ａ・
・・開閉弁、２０・・・材料ガスボンベ、２１・・・Ｘ
−Ｙステージ、２２・・・対物し′ツズ、２３・・・フ
ォトマスク、２４・・・ハーフミラ−１２５・・・結像
レンズ、２６・・・接眼レンズ、２９・・・可変矩形ス
リット、３０・・・移動機構、３１・・スリット位置検
出器、３２・・・参照光学系、３３・・・パターン、３
４・・・投影像、３５・・・欠落欠陥。 代理人　弁理士　　秋　　本　　正　　実弟１ｍ１ 第２ｍ 第３ｍ ８４図 第５図 受

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、材料ガス雰囲気中に置かれたフォトマスクの欠落欠
   陥部に電子ビームを照射して上記材料ガスを分解し、上
   記欠落欠陥部に不透明膜を析出させて欠落欠陥を修正す
   ることを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のフォトマスク修正方法
   において、フォトマスクの基板側から光学的に観察する
   手段により電子ビームの照射領域の設定を行い、設定さ
   れた領域の内側のみに電子ビームを照射させて欠落欠陥
   を修正することを特徴とするフォトマスク欠陥修正方法
   。 ３、特許請求の範囲第２項記載のフォトマスク欠陥修正
   方法において、設定された領域の内側のみを特徴に集束
   した電子ビームを走査させて欠落欠陥を修正することを
   特徴とするフォトマスク欠陥修正方法。 ４、特許請求の範囲第２項記載のフォトマスク欠陥修正
   方法において、設定された領域と同一寸法の電子ビーム
   を照射して、欠落欠陥を修正することを特徴とするフォ
   トマスク欠陥修正方法。