JPS63305358A - パターン膜修正方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子および、半導体素子製造用のホト
マスク、レクチルやＩＣ等の半導体を集束イオンビーム
を走査して繰り返し照射し、パターン膜を加工する方法
、特にパターン膜を修正する方法に関する。

〔発明の概要〕

基板表面にパターン膜が形成されている試料表面上に、
集束イオンビームを所定位置の範囲に走査して繰り返し
照射し、該パターン膜をエツチング除去したり、または
、ｙＪＥ板表画表面上ターン加工所定位置にを線化合物
蒸気を吹き付けると同時に集束イオンビームを走査させ
ながら繰り返し、照射することによりパターン膜を形成
する方法において、集束イオンビームにより基板上に形
成されているパターン膜の一部を点状にエツチング除去
し、その位置を参照位置として画像記憶する。

次に所定位置に集束イオンビームを所定回数繰り返し走
査させながら照射し、パターン膜を除去又は有機化合物
蒸気を吹き付けながらパターン膜を形成する。再び、前
記参照位置を検出し、その位置が記憶してある参照位置
とズしていた場合、そのズレ量に基づいて、パターン膜
加工所定位置を画像上移動させ再びパターン加工を行う
。この操作を繰り返すことにより、パターン膜加工中集
束イオンビームの位置が変動して常に一定範囲の加工が
できる。

〔従来の技術〕

従来、集束イオンビームを使ったパターンｎり加工及び
修正方法においては、特に微細で精密な加工を必要とす
る場合、集束イオンビームは、サブミクロン径のビーム
を必要とするため、集束イオンビームの軌跡が微妙にズ
した場合でも加工不良となるため、特開昭６０−２１９
８４４号に示されるように、すでに形成されている基板
表面上に形成されているパターンの一部を参照画像とし
、この参照画像を随時観察することにより、集束イオン
ビーム軌跡のズレによる、パターン膜加工範囲のズレを
補正することが行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

基板上に形成されているパターン膜の一部を参照画像と
する方法では、参照とする画像は非常に限定されるもの
で、一本の直線では直線方向のズレは、全く観察検出す
ることはできず、２本の傾きをもった直線等の限定があ
り、また、画像表示装置に表示される画像の中に、それ
ら参照すべきパターンがない場合があり、この時は集束
イオンビームの軌跡のズレを補正することができない。

また、集束イオンビームの軌跡のズレを随時観察検出す
る必要から何度も、参照画像領域に集束イオンビームを
走査しながら照射する必要がある。

このため、パターン膜のエツジ部分が集束イオンビーム
によりスパッタエツチングされたり、スパツクされた粒
子が、エツジ近傍に再付着するため、画像参照とするエ
ツジ位置がズしたりして観察検出しにくくなると同時に
補正が正確にならなくなる。更に参照画像のパターンは
、正常なパターン形状であることが多いので、その部分
がパターン不良となることがある。又更に、試料がホト
マスクの場合においては、基板部のガラス基板は、集束
イオンビームが何度も照射されることになり、ガラス基
板が荒れたり、イオンの注入等が起こり、ガラスの透過
率が低下し、新たな欠陥となってしまう。

〔問題点を解決するための手段〕

基板上面上にパターン膜が形成されている試料のパター
ン膜部に、集束イオンビームにて点状にエツチングして
参照パターンとする。更に前記参照パターン位置を含む
範囲を集束イオンビーム走査しながら照射することによ
り発生する２次荷電粒子を検出し画像処理をして、参照
パターン位置を画像記憶する。このときに設定されたパ
ターン加工範囲及び位置又は既に設定法のパターン加工
範囲及び位置も、画像記憶する。次に試料表面上の所定
位置及び範囲を所定回数又は時間又は任意回数又は時間
、集束イオンビームにて繰り返し走査しながら照射し、
パターン膜をスパッタエツチングする。この場合、基板
上に、パターンを形成するときは、有機化合物蒸気を集
束イオンビーム照射位置に吹きつけながら集束イオンビ
ームを繰り返し照射する。吹きつける有機化合物蒸気を
選定することにより、導電膜でも絶縁膜でも、不透明膜
でも形成できることはいうまでもないことである。

ここで、加工プローグである集束イオンビームは、様々
な原因により、軌跡が経時的に変化する危険があるので
、集束イオンビーム走査範囲を参照パターンを含む範囲
に設定し、画像観察・検出する。このとき、既に記憶し
てある位置とが画像的にズしている場合、そのズレ量を
計算し、バクーン膜加藷位置をその分だけずらして集束
イオンビームが走査するように補正設定して、更に、集
束イオンビームが新たに設定された走査範囲、位置で繰
り返し所定又は任意の回数又は時間で走査させ、試料表
面上を照射する。以上の操作を繰り返す。

点状の参照パターンは、丸い点でも変形の点でも良いが
、最も好ましいのは、画像表示ができ、かつその最も小
さい形状が良いし、丸い形状が好ましい。また更に、参
照パターンは１点でおこなうと、Ｘ−Ｙのズレのみしか
補正できないが、通常、集束イオンビームの軌跡はＸ−
Ｙのズレしか起きないので、１点のみでよいが、回転的
なずれがある場合は、２点設けることにより、回転の補
正も可能であることはいうまでもないことである。

〔作用〕

本発明によれば、基板表面上に形成されているパターン
膜の一部を点状に集束イオンビームにてエツチングする
ことにより、集束イオンビーム照射のズレによる試料位
置との相対的位置ズレをどの様なパターン形状である試
料でも容易に泣面補正ができる。つまり、試料上に形成
されているパターン膜の形状にとられれることなく参照
パターンが得られ、しかもその参照パターンは点状であ
るため、位置修正が容易である。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図はパターン膜加工装置を示す、イオン源１より発
生したイオンビームは集束レンズ２および対物レンズ３
のイオンレンズ系を通過することによりイオンビームは
集束化され集束イオンビーム５となる。またイオンビー
ムは走査電極４を通過することにより、試料６の表面上
を走査（一般的にはドツト的に）しながら、集束イオン
ビーム５を照射することになる。　集束イオンビーム照
射により、試料６表面から放出される２次荷電粒子８を
２次荷電粒子検出器９で検出し、Ａ／Ｄ変換器等の電気
処理をし、表示装置ｆｌｌに集束イオンビーム５の走査
と同期させて走査表示すると、試料６の表面部の元素等
の状況が表示される。表示装置ｆ１１に表示された試料
６の表面状態および、予め設定されたＸＹステージ７の
データにより、ＸＹステージ７を移動させ、試料６の所
望の位置に集束イオンビーム走査範囲内に入るように試
料６を移動させる。

試料６は第１図の様に、ガラス基板６ａ上にＣｒのパタ
ーン膜６ｂが形成されている。つまりマスクパターンを
形成している。ここで試料６のＣ「パターン膜６ｂにパ
ターン膜余剰部（以下黒色欠陥と言う＞　６ｃがあると
、集束イオンビーム５の走査範囲を黒色欠陥６０部のみ
繰り返し走査することにより、イオンエツチング（スパ
ツタリング）により黒色欠陥６ｃが除去される。また、
パターン膜６ｂにパターン欠損部（以下白色欠陥と言う
）６ｄがある場合、イオン照射によりポリマー化、カー
ボン化又はメタライズ化する化合物蒸気を、白色欠陥部
６ｄに局所的に吹きつけながら集束イオンビーム５を繰
り返し走査することにより、白色欠陥部６ｄに新しい膜
が形成される。

Ｃ「パターン膜６ｂの除去及び新しい膜の形成には、集
束イオンビーム５を所定範囲のみ繰り返し走査させなけ
ればならない、この場合、集束イオンビーム５自身の条
件、又は廻りの条件により、経時的に、集束イオンビー
ム５の走査範囲がずれる場合があり、パターン膜６ｂの
加工範囲がずれて問題となる。ここで、パターン膜６ｂ
上のエツジにかからない所に、集束イオンビーム５を袂
い範囲の点状に照射し、Ｃ「パターン膜６ｂをエツチン
グ除去し参照マーク６ｅとする。ここで集束イオンビー
ムを走査させ、それにより発生する２次荷電粒子例えば
、Ｃｒ’　、　Ｓｉ”　、　　ｅ−、総イオンを検出し
、Ｃｒパターン膜６ｂのパターン形状、特に、パターン
膜加工形状位置と参照マーク６ｅの位置を表示装置１１
に表示すると同時に、記憶値Ｗ、（図示せず）に記憶す
る。参照マーク６ｅの検出方法は、Ｃ「イオンを検出し
、Ｃｒが検出されない所の重心を参照マーク６８位置と
したり、Ｓｉ“イオンの点状に検出される所の重心を参
照マーク６ｅ位置としたり、Ｃｒパターン膜６ｂの酸化
表面層をイオンエツチングした後、基板６ａとＣｒパタ
ーン膜６ｂの界面で多く検出されるＣｒイオンの検出強
変の重心を参照マーク６ｅの位置としたりすることがで
きる。

更に第３図に示すようにパターン膜加工範囲２１及び、
参照マーク６ｅとの相対位置を記憶装置に記憶した後、
集束イオンビーム５を加工範囲２１で所定回数繰り返し
走査した後、集束イオンビーム５を参照マーク６ｅを含
む広い範囲で走査し通常１回の走査で可能）し２次荷電
粒子を検出することにより、参照マーク６ｅの表示位置
１１での位置１６ｅを検出し、前に記憶してある参照マ
ーク６ｅの位置と比較することによりパターン膜加工中
の位置ズレ、つまり、集束イオンビーム５の軌跡のずれ
を検出することができる。つまり、このずれが検出され
た場合、ここまでパターン膜加工中に加工範囲２１が徐
々に第３図の２１に示すようにずれていたことになる。

このずれ量を、走査電極４にフィードバックし、集束イ
オンビーム５の走査範囲をふたたび第３図の２１に示す
範囲を走査するように制御する。

この操作を繰り返すことにより、集束イオンビーム５に
よるパターン膜の修正位置は加工途中での位置ズレを容
易に修正することができ、正確かつ精密な加工が可能と
なる。ここで、参照マーク６ｅが製品として不具合を生
じるときは、Ｙの部分をコンタクタンスバルブ付ガス銃
２５よりポリマー化、カーボン化又はメタライズ化する
化合物蒸気を吹きつけながら、集束イオンビーム５を照
射することにより、膜付けを行う。

以上、ＩＣ加工用マスクの黒色欠陥部６ｃの加工につい
て主に述べたが、白色欠陥部の加工は化合物蒸気を吹き
つけながら、集束イオンビーム５を照射することにより
膜付は加工することができ、位置ズレ修正は、参照マー
ク６ｅを含む範囲を膜が付かない様な走査条件、例えば
、ドツト当たりの照射時間を長くすることで集束イオン
ビーム５を走査させて参照位置を検出することができる
。

また、レクチル、ＩＣ等の半導体素子そのものの加工も
同様に加工できることは言うまでもないことである。

また、参照マーク６ｅを１か所設けた場合について述べ
たが、２か所設けることにより集束イオンビーム５のＸ
Ｙ方向のずればかりでなく、回転方向のずれも検出する
ことができることも言うまでもないことである。

〔効果〕

参照マークを新たに設けることにより、どの様なパター
ンの試料でも、加工範囲の近傍にパターン膜が形成され
てさえすれば、参照マークとすることができ、またそれ
も点状であるため、参照マーク位置の特定が簡単である
ばかりでなく、正確におこなえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を表す試料の斜視図、第２図は装置の
全体構成図、第３図はパターン膜の平面図である。 １・・・イオン膜 ２・・・集束レンズ ３・・・対物レンズ ４・・・走査電極 ５・・・集束イオンビーム ６・・・試料 ６ａ・・・基板 ６ｂ・・・パターン膜 ６ｃ・・・黒色欠陥 ６ｄ・・・白色欠陥 ６ｅ・・・参照マーク ７・・・ＸＹステージ ８・・・２次荷電粒子 ９・・・２次荷電粒子検出器 １０・・・Ａ／Ｄ変換器 １１・・・表示装置 １２・・・ブランキング電極 ２１・・・加工範囲 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンを発生するイオン源と、前記イオンを集束
   イオンビームとするイオンレンズ系と、前記集束イオン
   ビームを走査しながら基板上にパターン膜が形成されて
   いる試料に照射する偏向電極と、試料の表面から集束イ
   オンにより放出される２次荷電粒子を検出する２次荷電
   粒子検出器と、前記２次荷電粒子検出器により検出され
   た２次荷電粒子検出強度と基づいて、前記試料表面と形
   成されているパターンを表示する画像表示装置よりなる
   パターン膜加工装置において、前記基板上に形成されて
   いるパターン膜に、前記集束イオンビームを点状に照射
   して前記パターン膜をイオンエッチングし参照パターン
   を形成し、前記参照パターンを、前記集束イオンビーム
   を走査しながら、前記２次荷電粒子検出器により２次荷
   電粒子を検出し、前記画像表示装置に表示するとともに
   前記参照パターン位置の画像位置を記憶するとともに、
   前記集束イオンビームの走査範囲を限定して、前記試料
   表面の所定位置に、パターン膜を加工するために所定回
   数走査した後、集束イオンビームを参照パターンを含む
   範囲を走査させ前記参照位置の画像位置を検出し、前記
   記憶してある参照位置と比較し、参照位置の移動量を算
   出し、前記移動量に基づいて、前記所定位置を補正する
   ことを特徴とするパターン膜加工方法。