(57)【要約】【課題】  ワンポイントドリフト補正を用いた従来のフォトマスク修正方法の抱えるフォトマスク上の欠陥以外の箇所にスキャンダメージが生じる、微細パターンの場合にピンホールを開けることができないといった問題を解決し、ダメージの少ない、精度のよいドリフト補正方法を提供する。【解決手段】  ピンホールといったドリフト測定用のマークの作成は行わず、欠陥３やパターンCADの情報をマークとして利用し、欠陥３の修正中に適切な頻度で、修正する欠陥３もしくは欠陥周辺のパターンを参照位置として用いて、生じたドリフト量を算出し、ビーム照射位置を一定に保つ修正を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクの黒欠陥に対するエッチング又は白欠陥に対するデポジションといったフォトマスク修正方法において、
荷電粒子ビームを前記欠陥及びその周辺に二次元的に照射して、マスクからの二次荷電粒子の検出結果を画像として記録するイメージング工程と、
前記画像を用いて、欠陥の修正範囲を指定する工程と、
前記画像の中からドリフト量の算出に用いる参照部分を指定する工程と、
荷電粒子ビームを前記修正範囲に照射して欠陥を修正加工する工程と、
前記イメージング工程を指定した時間間隔で行うことにより、記録されたが像の変化の推移を調べ、ドリフト量を算出する工程と、
前記算出されたドリフト量分、ドリフト方向にビームの照射位置をずらす補正を行う工程と、
前記補正した照射位置にて欠陥を修正する工程と、を有するフォトマスク修正方法。
【請求項２】
前記ドリフト量の算出に用いる参照部分は、前記欠陥の修正範囲である請求項１記載のフォトマスク修正方法。
【請求項３】
欠陥の修正に要する時間が長くなるのに応じて、前記イメージングの繰り返し頻度を多くして、ビームの照射位置を補正する請求項１記載のフォトマスク修正方法。
【請求項４】
前記画像の中からドリフト量の算出に用いる参照部分を指定する工程において、
前記参照部分は、前記画像全体または画像の一部分を利用する請求項１記載のフォトマスク修正方法。
【請求項５】
前記画像の一部分は、画像中に見られる欠陥全体もしくは一部分や欠陥周辺の特徴ある形状を示すパターン部分である請求項４記載のフォトマスク修正方法。
【請求項６】
前記イメージングの際に記録した画像の代わりに、画像が得られた位置と同じ位置のCADパターンをパターン画像として用いて、ドリフト量の算出を行う請求項１記載のフォトマスク修正方法。
【請求項７】
前記ドリフト量を算出する工程では、前記参照部分の輪郭や面積重心、変曲点といった形状情報からドリフト量を算出する請求項１記載のフォトマスク修正方法。
【請求項８】
フォトマスクの黒欠陥に対するエッチング又は白欠陥に対するデポジションといった欠陥の荷電粒子ビームを用いたフォトマスク修正方法において、
前記欠陥及びその周辺を画像として記録する工程と、
前記画像を用いて、欠陥の修正範囲を指定する工程と、
前記画像の中から荷電粒子ビームドリフト量の算出に用いる参照部分を指定する工程と、
荷電粒子ビームを前記修正範囲に照射して欠陥を修正する工程と、
前記修正の途中で前記ドリフト量の算出に用いる参照部分の画像を取得し、前回取得した画像との比較からそのドリフト量を算出する工程と、
前記算出されたドリフト量分ビームの照射位置を補正する工程と、
前記補正した照射位置にて欠陥を修正する工程と、を有するフォトマスク修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、LSI又は超LSI技術において要求される微細パターン形成のためのリソグラフィ技術に係わり、特にパターン露光に供されるマスクに発生した欠陥を荷電粒子ビームを用いて修正するフォトマスク修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、荷電粒子ビームを用いた加工には、位置ドリフト測定用のマークを用いた高精度な加工が行われている（例えば、特許文献１参照）。フォトマスクの欠陥修正では、チャージアップ等によるイメージドリフトや、マスク或いはマスクホルダー等の熱膨張によるドリフトを総合的に補正するため、ワンポイントドリフト補正が用いられている。このワンポイントドリフト補正では、修正する欠陥周辺のパターン内にドリフト測定用のピンホールを開け、このピンホールを作成した参照位置と修正する欠陥の位置関係を一定に保つようにビームを移動させることで、ビーム照射位置を一定に保ち、修正精度を高めてきた。以下、ワンポイントドリフト補正の具体的な例について、簡単に説明する。
【０００３】
まず、フォトマスク用の基板上に形成されたパターンの一部にビームを照射して、参照点となるピンホールを形成する。続いて、このピンホールを含むスキャン領域にビームを照射し、ピンホールを含むスキャン領域から放出される二次荷電粒子を検出器で検出し、画像化してピンホールの位置を認識する。欠陥の修正時には、修正の合間に修正範囲と参照点となるピンホールの位置の相対関係を確認し、修正範囲に対するビームの照射位置を補正しながら欠陥の修正を行う。このように欠陥の修正中に、参照点との位置確認を行うことで、ドリフトの影響を最小限にとどめることが可能である。参照点となるピンホールには、特許文献２では円形を、特許文献３では位相シフトマスクの場合、長方形を用いると記載されている。
【０００４】
しかしながら、パターンの微細化に伴い、パターンの寸法(線幅)が小さいためピンホールを開けることができない場合や、修正位置周辺にパターンがない場合があるといった問題が生じてきた。また、修正範囲に対するビームの照射位置を確認するために、ピンホールの位置に対して複数回イメージングを行うことから、修正範囲以外にもスキャンダメージが生じてしまう。更に、修正時に照射したビームを起因としたチャージアップが加工材料上に生じ、加工位置に正確にビームが照射することが困難な状態となってきている。
【特許文献１】特開平７−３３３１２０号公報
【特許文献２】特公平５−４６６０号公報
【特許文献３】特開２００２−２２９８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、ワンポイントドリフト補正を用いた従来のフォトマスク修正方法では、フォトマスク上の欠陥以外の箇所にスキャンダメージが生じてしまう問題、ピンホールを開けることができないといった問題や、パターンの微細化に伴い欠陥の修正領域に照射するビーム位置精度を更に向上させなければならないという問題があった。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、前記ピンホールといったドリフト測定用のマークの作成は行わず、欠陥やパターンCADの情報をドリフト測定用のマークとして利用し、欠陥の修正中に適切な頻度で、修正する欠陥もしくは欠陥周辺のパターンを参照位置として用いて生じたドリフト量を算出し、ビーム照射位置を一定に保つ修正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明による、フォトマスクの黒欠陥に対するエッチング又は白欠陥に対するデポジションといった欠陥の修正方法は、荷電粒子ビームを前記欠陥及びその周辺に二次元的に照射して、マスクからの二次荷電粒子の検出結果を画像として記録するイメージング工程と、前記画像を用いて、欠陥の修正範囲を指定する工程と、前記画像の中からドリフト量の算出に用いる参照部分を指定する工程と、荷電粒子ビームを前記修正範囲に照射して欠陥を修正加工する工程と、前記参照部分のイメージングの画像を複数枚用いてドリフト量を算出する工程と、算出されたドリフト量をもとにビームの照射位置を補正する工程と前記補正した照射位置にて欠陥を修正する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果がある。
１．修正する欠陥の観察画像からドリフト量を求めるため、参照部分のイメージングの位置と欠陥の修正位置が一致していることにより、欠陥部分以外にダメージを与えない修正を行うことができる。
２．算出されるドリフト量も、修正位置から求めた値であるため、修正位置に対して、高精度のビーム照射を行うことができる。
３．ＣＡＤの情報を用いたドリフト量の算出も可能なため、欠陥が多数存在するような箇所の修正も、容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に関わる荷電粒子ビームを用いたフォトマスクの修正方法の実施形態について図面を参照しながら、説明する。
図１は、本発明によるフォトマスク修正方法の実施形態を示すフローチャートである。すなわち、まず、フォトマスク上に生じた黒欠陥もしくは白欠陥に対し、荷電粒子ビームを照射してその観察を開始する。次に、マスクの欠陥及びその周辺からの二次荷電粒子の検出結果の画像Ａを取得する。この画像Ａを用いて、欠陥の修正範囲を指定する。画像Ａの中からドリフト量の算出に用いる参照部分を指定する。次に荷電粒子ビームを修正範囲に照射して欠陥の修正加工を開始する。加工の途中で、参照部分をイメージングして二次荷電粒子画像Ｂを取得する。ここで取得した画像Ａと画像Ｂを用いて、ドリフトした方向とドリフト量の算出を行う。算出結果からビームの照射位置をドリフト方向にドリフト量分ビーム照射位置をずらして補正を行う。補正した状態で荷電粒子ビームを修正範囲に照射して欠陥を修正する。修正の終了判定を行い、修正が終了していなければ、再度参照部分の画像Ｂを再度取得する工程にもどり、終了が確認できれば修正を終える。
【００１０】
欠陥の修正は順次平面的に修正していく。すなわち、黒欠陥であれば、順に平面的に高さが減る方向に削っていく。白欠陥であれば、順に平面的に堆積膜を積み上げていく。従って、加工の途中途中で、参照部分の画像比較を容易にすることができる。
【００１１】
本発明の望ましい実施様態としては、次のものがあげられる。
（１）欠陥の修正工程は、修正時間を比較的短く設定し、長時間の修正を行う場合には、複数回にわけて、修正を行う。
（２）２回目以上のドリフト量の算出が行われる場合には、前回修正前にイメージングしたときの画像を二次荷電粒子画像Ａとし、新たに記憶された画像を二次荷電粒子画像Ｂとして用いてドリフト量を算出する。
（３）欠陥の修正範囲の周辺に、特徴的な形状を示すパターンが確認できる場合には、ドリフト量の算出に用いる範囲は、前記パターンの範囲を用いることとする。
（４）前記パターンの範囲の形状が不確かであった場合には、パターン部分の二次荷電粒子画像の代わりとして、対応する範囲のＣＡＤパターンを二次荷電粒子画像Ａとして用いることもできる。
【００１２】
本発明では、マスクに対して低ダメージな欠陥修正を実現するため、サンプルの種類または欠陥の種類や修正に要する時間によって、ドリフト量の補正方法を変える。短時間で修正が可能な欠陥、修正に比較的長時間を要する黒欠陥、修正に比較的長時間を要する白欠陥の実施例を以下で示す。
【実施例１】
【００１３】
透光性基板１の上にマスクパターン２が形成されたフォトマスクの比較的短時間で修正可能な欠陥をイメージングした結果、図２に示すような二次荷電粒子画像Ａが得られ、黒欠陥３を修正範囲として選択する。ドリフト量の算出のための参照部分として、画像全体もしくは黒欠陥３を選択する。前記修正範囲に対し、修正開始時、再度イメージングを行って、画像Ｂを取得し、画像Ａと画像Ｂのドリフト量の算出のための参照部分のドリフト量を求める。求められたドリフト量をもとに、ビームの照射位置を補正して欠陥の修正を実行する。このとき、前記画像Ａおよび前記画像Ｂの間に生じるドリフト量の算出には、輪郭もしくは面積重心といった形状情報や画像自身のパターンマッチングといった相互相関関係を用いる。この場合、修正途中におけるドリフト量の算出は行わない。
【実施例２】
【００１４】
修正に要する時間が比較的長い黒欠陥をイメージングした結果、図３に示すような二次荷電粒子画像Ａが得られ、黒欠陥３ａ、３ｂを修正範囲として選択する。ドリフト量の算出には、黒欠陥３ａ、３ｂの両方か、もしくは特徴的な形状を示す黒欠陥３ｂを参照部分として用いる。前記修正範囲３ａ、３ｂに対し、修正開始時、再度イメージングを行って、画像Ｂを取得し、前記画像Ａと前記画像Ｂのドリフト量の算出範囲からドリフト量を求める。求められたドリフト量をもとに、ビームの照射位置を補正して欠陥の修正を実行する。修正に比較的時間を要するため、修正途中に随時イメージング、ドリフト量の算出とビーム照射位置の補正を行う。すなわち、欠陥の修正に要する時間が長くなるのに応じて、参照部分の画像取得頻度を多くすることにより補正頻度を多くして、ビームの照射位置を補正する。このとき、前記画像Ａおよび前記画像Ｂの間に生じるドリフト量の算出には、輪郭もしくは面積重心といった形状情報や画像自身のパターンマッチングといった相互相関関係を用いる。
【実施例３】
【００１５】
修正に要する時間が比較的長い白欠陥をイメージングした結果、図４に示すような二次荷電粒子画像Ａが得られ、白欠陥７ａ、７ｂを修正範囲として選択する。ドリフト量の算出には、白欠陥７ａ、７ｂの両方か、もしくは特徴的な形状を示す白欠陥７ｂを参照部分として用いる。前記修正範囲７ａ、７ｂに対し、修正開始時、再度イメージングを行って、画像Ｂを取得し、前記画像Ａと前記画像Ｂのドリフト量の算出範囲からドリフト量を求める。求められたドリフト量をもとに、ビームの照射位置を補正して欠陥の修正を実行する。修正に比較的時間を要するため、修正途中に随時イメージング、ドリフト量の算出とビームの照射位置の補正を行う。このとき、前記画像Ａおよび前記画像Ｂの間に生じるドリフト量の算出には、輪郭もしくは面積重心といった形状情報や画像自身を用いたマッチングといった相互相関関係を用いる。
【実施例４】
【００１６】
周辺に特徴あるパターンが存在する欠陥をイメージングした結果、図５に示すような二次荷電粒子画像Ａが得られ、黒欠陥３を修正範囲として選択する。修正範囲周辺に、特徴的な形状を示すパターン５があるため、ドリフト量の算出のための参照部分として設定する。修正範囲に対し、修正開始時、再度イメージング（画像取得）を行って、画像Ｂを取得し、画像Ａと画像Ｂのドリフト量の算出のための参照部分のドリフト量を求める。求められたドリフト量をもとに、ビームの照射位置を補正して欠陥の修正を実行する。修正に比較的時間を要するため、修正途中に随時イメージング、ドリフト量の算出とビームの照射位置の補正を行う。このとき、画像Ａおよび画像Ｂの間に生じるドリフト量の算出には、パターン部分の変曲点やエッジ成分といった形状情報や画像自身を用いたパターンマッチングといった相互相関関係を用いる。
【実施例５】
【００１７】
周辺に特徴あるパターンが存在する欠陥をイメージングした結果、図６に示すような二次荷電粒子画像Ａが得られ、黒欠陥３ａ、３ｂを修正範囲として選択する。修正範囲周辺に、特徴的な形状を示すパターン５があるため、このパターン５をドリフト量の算出のための参照部分として設定する。しかしながら、パターン５の部分の形状は不明確で、この部分においても修正を行う必要がある。このとき、図７に示すような対応するＣＡＤパターンを参照し、パターン５に対応する範囲６をドリフト量の算出のための参照部分として用いる。前記修正範囲に対し、修正開始時、再度イメージングを行って、画像Ｂを取得し、ＣＡＤパターンのドリフト量算出のための参照部分６と前記画像Ｂのドリフト量の算出のための参照部分からドリフト量を求める。求められたドリフト量をもとに、ビームの照射位置を補正して欠陥の修正を実行する。修正に比較的時間を要するため、修正途中に随時イメージング、ドリフト量の算出とビームの照射位置の補正を行う。このとき、ＣＡＤパターンのドリフト量算出のための参照部分６と画像Ｂを用いたドリフト量の算出には、変曲点といった位置情報やエッジ成分を用いたパターンマッチングといった相互相関関係を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の基本的な処理の流れを表したフローチャートである。
【図２】比較的修正時間の短い欠陥をイメージングし、修正範囲を選択したときの画像である。
【図３】比較的修正時間の短い黒欠陥をイメージングし、修正範囲を選択したときの画像である。
【図４】比較的修正時間の短い白欠陥をイメージングし、修正範囲を選択したときの画像である。
【図５】周辺に特徴あるパターンが存在する欠陥をイメージングし、修正範囲、ドリフト量の算出に用いる範囲を選択したときの画像である。
【図６】周辺に特徴あるパターンが存在する欠陥をイメージングし、修正範囲、ドリフト量の算出に用いる範囲を選択したときの画像である。
【図７】ドリフト量の算出に用いる範囲を、修正位置に対応したＣＡＤパターンを用い、対応する範囲を指定したときの画像である。
【符号の説明】
【００１９】
１  透光性基板
２  マスクパターン
３、３ａ、３ｂ  黒欠陥
５  修正範囲周辺の特徴的な形状を示すパターン
６  ＣＡＤパターンのドリフト量算出のための参照部分
７ａ、７ｂ  白欠陥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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