(57)【要約】【目的】  マスクパターンの精度管理を容易化して、ウェハ上に転写されたパターンの寸法精度を良くする方法を提供することを目的とし、特に形成するパターンの領域が限定されているホールパターンの修正において高精度な転写寸法精度を得ることを目的とする。【構成】  本発明のマスクの欠陥ホールパターン修正方法は、マスク上の欠陥ホールパターンが形成された位置に、所定の薄膜を環状に形成する薄膜形成工程（Ｓ１０６）と、前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるように前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングするエッチング工程（Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
2006114639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク上の欠陥ホールパターンが形成された位置に、所定の薄膜を環状に形成する薄膜形成工程と、
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるように前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングするエッチング工程と、
を備えたことを特徴とするマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項２】
前記薄膜形成工程において、集束イオンビームと成膜ガスとを用いて薄膜を環状に形成することを特徴とする請求項１記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項３】
前記エッチング工程において、集束イオンビームとエッチングガスとを用いて薄膜の内側をエッチングすることを特徴とする請求項１記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項４】
前記薄膜形成工程において、欠陥ホールパターンが所定のホールパターン領域をはみ出す部分を有する場合に、はみ出す部分を覆うように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項５】
前記薄膜形成工程において、複数の欠陥ホールパターンについて、いずれの欠陥ホールパターンも所定のホールパターン領域をはみ出す部分が覆われるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項６】
前記薄膜形成工程において、所定のホールパターン外周が前記所定の薄膜の内周となるように形成することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項７】
前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の内周が、所定のホールパターン外周より内側になるように形成し、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周内側が開口部となるように、前記所定のホールパターン外周内側に位置するマスク材料と前記所定の薄膜をエッチングすることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項８】
前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜内周が、曲がり角を曲線とする四角状に形成され、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることを特徴とする請求項６又は７記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項９】
前記薄膜形成工程において、前記薄膜を形成する領域にガリウムイオンを照射し、
前記マスクは、電子線露光に用いられるマスクであることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【請求項１０】
前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の膜厚が０．５μｍ以上となるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする請求項１〜９いずれか記載のマスクの欠陥ホールパターン修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの欠陥ホールパターン修正方法に係り、特に、半導体装置の製造工程における微細なパターンをマスクから転写形成するリソグラフィ技術において、転写されたパターンの寸法精度を高めるための電子線投影露光に用いるマスクの欠陥修正に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。従来、半導体デバイスの生産では光露光技術が用いられてきたが、近年、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積化する先端デバイスのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあり、高解像露光技術の開発が急務となっている。
電子線（電子ビーム）露光技術は本質的に優れた解像性を有しており、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発や一部ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産に用いられている。しかし、従来の可変成形型電子線露光法ではパターンを一筆描きの要領で描画するため単位時間当たりのウェハ処理能力すなわちスループットが低く、デバイスの量産には不向きであった。
現在、次世代の露光技術として分割縮小転写する電子ビームプロジェクション（電子線投影露光：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＰＬ）技術が提案されており、昨今、その研究開発が行われている。
【０００３】
図２１は、ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、ＥＰＬ露光装置におけるレチクルステージには、１つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド３２０を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク３５０が格子状に整列形成されたマスク３４０が配置される。サブフィールド３２０が電子線３３０（荷電粒子線）を照射する際の１ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク３５０には、それぞれ、電子線３３０が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線３３０は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク３５０のパターンを照射し、透過した電子線３３０は、電子レンズにより１／４に縮小されウェハ３００上に区分けされた複数の半導体チップ領域３１０のうち、１つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを電子線３３０が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記１つの半導体チップについての隣のサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド３２０に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射し終わったら、２列目のサブフィールドマスク３５０の先頭がウェハ３００に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、２列目のサブフィールドマスク３５０の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射することにより、１つの半導体チップ領域３１０についての露光が終了する。かかる動作をウェハ３００上に区分けされた全ての半導体チップ領域３１０に対して行っていく。その他、ＥＰＬ露光装置については、以下の文献に記載されている（例えば、特許文献１、非特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクに対しマスク基板上にパターンを形成する場合には、可変成形型電子線露光装置が用いられる。
図２２は、可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線露光装置（電子線直描型露光装置：ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）直描装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成型するための長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口４２１と、可変成形用開口４２１の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク４２２とが形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１の一部を通過してマスク３４０上に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過できる矩形形状がマスク３４０上の所定のサブフィールドマスク３５０となる領域に直描される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線３３０を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００５】
図２３は、ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクの一部分を示す図である。
図２３に示すように、マスクの一例として、２μｍのＳｉ（シリコン）薄膜にパターン部分を貫通させたステンシルマスクが用いられる。電子線投影露光では、貫通しているところを電子線が透過してウェハ上に到達する。一方、Ｓｉがあるところでは、透過する電子線がＳｉにより散乱させてウェハ上に到達する電子線量が少なくなる。ウェハ上には、照射された電子線量により溶解度が変化するレジストが塗布されていて、上記電子線の露光量に差により溶解度が変化し、レジストの現像を行なうことでウェハ上にマスクパターンの像を形成する。上述したように、このマスクを用いた電子線投影露光では、半導体素子を形成するウェハにマスクパターンを縮小して投影し、電子線投影露光装置のステージを移動させて繰り返して転写を行い、多数の同一のパターンをウェハ上に配置する。
【０００６】
ここで、このマスクを作成する工程で、形成されたパターンの中には、所望するパターン形状どおりにならなかった欠陥が発生するが、マスクの欠陥は、それを用いたパターン転写で繰り返し転写されるため、ウェハ上に配置される際に繰り返し行われるすべての転写で欠陥も転写されてしまう。したがって、所望の半導体装置を作成することができなくなる。このためマスクパターン欠陥が残らないようにマスクパターンの形状は全面で検査が行われ、検知した欠陥箇所について修正を行うようにしている。
【０００７】
図２４は、マスクの欠陥修正の様子を説明するための図である。
図２４に示すように、Ｓｉが残されているべきところに貫通パターンが形成されている場合は、中空に薄膜を形成する。そして電子線投影露光の際に、Ｓｉと同様に、この薄膜により電子線が散乱されるようにする。また、貫通したパターンが形成されているべきところにＳｉが残っている欠陥に対しては、この残っているＳｉを除去するエッチングを行う。この２種類の加工は、マスクパターンよりも微細で、任意の形状の領域で行うために、ガリウム（Ｇａ）イオンを微小な領域のみ照射を行えるようにしたフォーカストイオンビーム（ＦＩＢ：集束イオンビーム）を用い、Ｇａイオン照射を利用したエッチングや薄膜のデポジションを行うようにしている。そして、かかる修正は、欠陥部位毎に局所的に行なわれる（例えば、特許文献６参照）。
【０００８】
その他、ＦＩＢを利用して中空に薄膜を形成していく技術が文献に開示されている（例えば、特許文献７参照）、また、ＦＩＢを利用したマスク修正に関する技術が文献に開示されている（例えば、特許文献８〜１０、非特許文献３参照）。
【０００９】
また、マスク修正ではないが、マスク形成における高アスペクト比の微細な貫通孔を設ける方法として、Ｓｉ上部に、加工する領域を残して窓をあけるようにカーボン膜を形成し、カーボン膜を保護膜として、窓部のみイオンが照射されるようにすることで、垂直に加工するとした技術が開示されている（例えば、特許文献１１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１９８７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５５５８号公報
【特許文献３】特開２０００−５８４２４号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９１２６号公報
【特許文献５】特開２０００−５８４１３号公報
【特許文献６】特開２０００−１２２２６７号公報
【特許文献７】特開２００２−１３９８２７号公報
【特許文献８】特開２００１−１０２２９６号公報
【特許文献９】特開２００３−１５１８８２号公報
【特許文献１０】特開平１１−２０４４０３号公報
【特許文献１１】特開２００２―１４１２６６号公報
【非特許文献１】“Ｎｉｋｏｎ  ニコンテクノロジー：ＥＰＬ”  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｋｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｊｐｎ／ｐｒｏｆｉｌｅ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｅｐｌ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ
【非特許文献２】”Ｓｔｅｎｃｉｌ  ｒｅｔｉｃｌｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ”  Ｓ．  Ｋａｗａｔａ，  Ｎ．  Ｋａｔａｋｕｒａ，  Ｓ．  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，  ａｎｄ  Ｋ．  Ｕｃｈｉｋａｗａ，  Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ  １７，  ２８６４  （１９９９）
【非特許文献３】”ＦＩＢ  Ｍａｓｋ  Ｒｅｐａｉｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”  Ｙ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，２００４  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｊａｐａｎ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２５は、マスクパターンの欠陥を説明するための図である。
図２５に、マスク上のＳｉ基板１０に、欠陥パターンの開口部２００が示されている。また、所望するホールパターン２１０の形状を２点鎖線で示している。欠陥パターンの開口部２００の外側で所望するホールパターン２１０に囲まれている領域が、余分なＳｉが残っている欠陥部位である開口部の不足領域２７５である。また、欠陥パターンの開口部２００の内側で所望するホールパターン２１０に囲まれている領域が、残るべきＳｉが欠落している欠陥部位である開口部のはみ出し領域２７６である。かかる欠陥部位をまず識別して、欠陥部位毎に以下のような修正を行っていた。
【００１１】
図２６は、マスクパターンの欠陥を修正する方法を説明するための図である。
識別された欠陥部位に対し、個別に対応する。まず、Ｓｉが欠落している部分であるはみ出し領域２７６を覆うようにはみ出し領域２７６部分に薄膜をデポし、デポ膜２６２を形成する。一方、余分なＳｉが残っている不足領域２７５については、不足領域２７５部分の不要なＳｉのエッチングを行う。以上により、修正後のホールパターン開口部２０４が形成される。
【００１２】
ここで、半導体素子の微細化のためには、ウェハ上に形成されるパターンの寸法は数ｎｍの精度で形成されなければならなくなっている。この精度を得るためには、マスク上の寸法を高精度に管理することが必要になっている。しかし、ＦＩＢを用いてマスク修正を行うとしても、Ｓｉ若しくはデポ膜の立体形状に応じて、さらに散乱の度合いに応じて、関連したキャリブレーション（較正）が必要にもなるといった問題があった。
【００１３】
さらに、発生する欠陥の形状は様々で、欠陥の形状や所望のパターンの形状及びそれらの間の位置関係により、修正のキャリブレーションが必要になり、欠陥部位に局限して、その都度、形状に合わせて対応する修正方法では精度の管理が難しいといった問題があった。
【００１４】
さらに、欠陥を修正する場合のかかる寸法精度の管理は、修正したパターンのエッジの位置を高精度に制御する必要がある。しかし、エッジの位置を高精度に管理することは、エッジ部のＦＩＢの強度や、ガスの供給、生成物の飛散などにより加工プロセスの制御が難しく、加工プロセスが不安定となるといった問題があった。
【００１５】
本発明は、上述した問題点を克服し、マスクパターンの精度管理を容易化して、ウェハ上に転写されたパターンの寸法精度を良くする方法を提供することを目的とし、特に形成するパターンの領域が限定されているホールパターンの修正において高精度な転写寸法精度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のマスクの欠陥ホールパターン修正方法は、
マスク上の欠陥ホールパターンが形成された位置に、所定の薄膜を環状に形成する薄膜形成工程と、
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるように前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングするエッチング工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
前記環状に形成された所定の薄膜内周内側が開口部となるようにすることで、エッチングすべき箇所を明確にすることができる。そして前記所定の薄膜内周内側に位置するマスク材料をエッチングすることで、余分なマスク材料をエッチングする。さらに、薄膜は所定の幅で形成されるため、マスク材料が欠落している部分を塞ぐことができる。
【００１８】
ここで、本発明における前記薄膜形成工程において、集束イオンビームと成膜ガスとを用いて薄膜を環状に形成すると、微細な加工を行うことができ、好適である。
【００１９】
同様に、本発明における前記エッチング工程において、集束イオンビームとエッチングガスとを用いて薄膜の内側をエッチングすると、微細な加工を行うことができ、好適である。
【００２０】
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、欠陥ホールパターンが所定のホールパターン領域をはみ出す部分を有する場合に、はみ出す部分を覆うように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
はみ出す部分を覆うように前記所定の薄膜を形成することにより、マスク材料が欠落している部分を覆うことができる。さらに、前記薄膜は環状に形成されているため、欠陥ホールパターンの一部ではなく、全周にわたってマスク材料が欠落している部分を覆うことができる。その結果、欠陥部位毎に修正対応する必要を無くすことができる。
【００２２】
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、複数の欠陥ホールパターンについて、いずれの欠陥ホールパターンも所定のホールパターン領域をはみ出す部分が覆われるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。
【００２３】
複数の欠陥ホールパターンについて、いずれの欠陥ホールパターンも所定のホールパターン領域をはみ出す部分が覆われるように前記所定の薄膜を形成することにより、複数の欠陥ホールパターンについて、同様の形状の前記所定の薄膜を適用することができる。
【００２４】
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、所定のホールパターン外周が前記所定の薄膜の内周となるように形成することを特徴とする。
【００２５】
前記所定の薄膜内周を所望するホールパターンの外周と一致させることにより、前記所定の薄膜内周に沿ってエッチングすることで、修正後のホールパターンエッジ部の精度をより高めることができる。言い換えれば、エッジの位置を高精度に管理することができる。
【００２６】
或いは、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の内周が、所定のホールパターン外周より内側になるように形成し、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周内側が開口部となるように、前記所定のホールパターン外周内側に位置するマスク材料と前記所定の薄膜をエッチングするようにしても好適である。
【００２７】
前記所定の薄膜の内周が、所定のホールパターン外周より内側になるように形成することによりエッチング代（しろ）を設けることで、前記所定の薄膜の内周端の加工精度を高めなくても、その後のエッチングにより修正後のホールパターンエッジ部を精度よく加工することができる。言い換えれば、エッジの位置をさらに高精度に管理することができる。
【００２８】
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜内周が、曲がり角を曲線とする四角状に形成され、
前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることを特徴とする。
【００２９】
曲がり角を曲線とする四角状に形成することにより、前記所定の薄膜内側の面積を周辺の良好なパターン形状のパターン面積に近づけることができる。さらに、前記エッチング工程において、前記所定のホールパターン外周にかかわらず、前記曲線領域に位置するマスク材料と前記所定の薄膜とをエッチングすることにより、パターン面積の微調整を行うことができる。
【００３０】
そして、前記薄膜形成工程においては、前記薄膜を形成する領域にガリウムイオンを照射するとよい。
かかる場合に、前記マスクは、特に、電子線露光に用いられるマスクであると好適である。
【００３１】
ガリウムイオンが、照射されることにより前記薄膜にガリウムイオンが入り込む。ガリウムイオンが入り込むことにより電子線の透過をより防ぐことができる。
【００３２】
さらに、本発明における前記薄膜形成工程において、前記所定の薄膜の膜厚が０．５μｍ以上となるように前記所定の薄膜を形成することを特徴とする。
【００３３】
後述するように、前記所定の薄膜の膜厚を０．５μｍ以上とすることで、前記所定の薄膜における電子線の透過を防ぐことができる。電子線の透過を防ぐことができるので、より解像度の高い微細なパターンを半導体基板（ウェハ）に投影転写することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、所定の幅を持った環状に形成された所定の薄膜の内側が開口部となるように前記所定の薄膜内側に位置する領域をエッチングすることにより、欠陥部位に局限して、その都度、形状に合わせて対応せずに修正することができ、欠陥の形状に関わらず修正加工精度を高精度に管理することができる。さらに、複数の欠陥パターンに同じ形状の環状薄膜を用いて同様の手順で修正することにより、欠陥パターン間での寸法誤差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
実施の形態１．
電子線投影露光マスクのホールの寸法修正では、微小な修正を行う場合にはエッジ部分を精度よく加工する必要があるが、加工に用いるＦＩＢではエッジ部分の狭い底面での反応は通常の加工と比べ、ビーム強度などの条件が異なるために十分な精度で加工することが難しい。以下、実施の形態１では、修正したホールで電子線投影露光により寸法を精度良く転写できるようにする手法を説明する。
【００３６】
図１は、実施の形態１におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図１において、本実施の形態では、ホールパターン検査工程（Ｓ１０２）、デポ膜領域の設定工程（Ｓ１０４）、薄膜形成工程の一例としてのデポ膜形成工程（Ｓ１０６）、エッチング工程（Ｓ１０８）という一連の工程を実施する。
【００３７】
まず、Ｓ（ステップ）１０２において、ホールパターン検査工程として、マスクに形成されたパターンを検査する。
図２は、ホールパターン検査装置の概要を説明するための図である。
ＥＰＬマスク修正装置をホールパターン検査装置として用いて、マスクのホールパターンの形状を検出する。ここでは、ＥＰＬ用の貫通する開口部を有するステンシルマスクを用いて説明する。図２では、説明に必要な程度の構成を記載しているにすぎず、その他の構成を省略している。
チルトステージに配置されたＥＰＬマスクにＦＩＢを照射し、マスク表面で生じた二次電子を二次荷電粒子検出器（ＳＥＤ）で検出し、表面像を得る。一方、マスクの開口部を通って貫通してきたＦＩＢを二次荷電粒子（ＳＥ）変換器に衝突させ、二次荷電粒子を発生させ、ＥＰＬマスク下部においてＳＥＤで検出し、透過像を得る。かかる表面像と透過像とを照合させ、モニタに表示させることにより欠陥パターンを検出することができる。
【００３８】
図３は、欠陥ホールパターンの一例を示す図である。
図３では、マスクの欠陥ホールパターン付近の一部を示している。図３（ａ）と図３（ｂ）に、形状の異なる欠陥ホールパターンの一例を示している。それぞれ、ＥＰＬマスク材料となるＳｉ基板１０に、図３（ａ）では欠陥パターンの開口部２００が、図３（ｂ）では欠陥パターンの開口部２０２が示されている。比較のため、所望するホールパターン２１０を２点鎖線で表示し、欠陥パターンの開口部２００に重ね合わせている。図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、欠陥ホールパターンの形状は、様々で統一されていない。かかる形状の異なる欠陥ホールパターンを精度よく修正する必要がある。図３（ａ）と図３（ｂ）に示す欠陥ホールパターンの形状は、共に、Ｓｉが残存している欠陥部位とＳｉが欠落している欠陥部位とを有している。但し、これに限るものではなく、どちらか一方の欠陥部位を有している欠陥ホールパターンにも適用できることはいうまでもない。ここで、所望するホールパターン２１０は、修正を行う必要がない良好なパターンの寸法を一致させるために、四角状の曲がり角となるコーナー部の丸みを周辺パターンと同じにするように設定することが望ましい。コーナー部の丸みを周辺パターンと同じにし、残りの差異の部分を修正することで、寸法精度を向上させることができる。以下、図３（ａ）に示した欠陥ホールパターンを用いて修正していく様子を説明する。
【００３９】
Ｓ１０４において、デポ膜領域設定工程として、欠陥ホールパターンに仮想のデポ膜領域を設定する。
図４は、欠陥ホールパターンにデポ膜領域を設定した状態を説明するための図である。
図４には、デポ膜形成領域２５０を設定し、Ｓｉ基板１０に形成された欠陥パターンの開口部２００に仮想領域となるデポ膜形成領域２５０を重ね合わせた状態を示している。ここで、デポ膜形成領域２５０は、所定の幅を持った環状の領域に設定する。Ｓｉが残存している欠陥やＳｉが欠落している欠陥にかかわらず、薄膜のデポジションが必要なＳｉが欠落している欠陥をカバーするように適切な大きさの領域で、所望のパターンを反転させて所望のパターンの領域が開口部となるように薄膜のデポ領域を設定する。言い換えれば、デポ膜形成領域２５０の内周は、所望するホールパターン２１０の外周と一致させている。所望するホールパターン２１０の外周と一致させることで、ホールパターンのエッジをデポ膜内周で明確にすることができる。そして、デポ膜形成領域２５０の外周は、１つの欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うだけではなく、複数の欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うように設定する。１つの欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うことで、欠陥部位毎に対応しないで修正することができる。さらに、複数の欠陥ホールパターンのはみ出し部分すべてを覆うように設定することで、同様のデポ膜形成領域２５０を複数の欠陥ホールパターンに用いることができる。同様のデポ膜形成領域２５０を複数の欠陥ホールパターンに用いることができるので、欠陥の形状や所望のパターンの形状及びそれらの間の位置関係に伴う修正のキャリブレーションを省略することができる。同様のデポ膜形成領域２５０を複数の欠陥ホールパターンに用いることで、様々な欠陥形状でも、後述する同様の加工手順でパターン修正を行うことができ、複数の欠陥ホールパターン間での寸法精度をより高い状態に管理することができる。ここで、デポ膜形成領域２５０は、マスク上のすべてのホールパターンを検査した後に決定してもよいが、これに限らず、実用上、周辺の同種パターンの面積や形状の統計値から設定しても構わない。例えば、連接している複数個のパターンを用いればよい。或いは、パターンのレイアウトデータからシミュレーション等で予測される仕上げ形状から設定しても構わない。例えば、予測される仕上げ形状をテンプレートとして用意しておき、そこから設定してもよい。かかる手法でも好適な設定を行うことができる。
ここでは、外周も四角形になっているが、これに限るものではなく、必要なＳｉが欠落している欠陥をカバーするように適切な大きさの領域となるように設定すればよい。よって、例えば、四角形で設定する場合でも各辺の幅が異なる幅となっても構わない。
【００４０】
Ｓ１０６において、デポ膜形成工程として、デポ膜形成領域２５０にデポ膜を形成する。
図５は、デポ膜を形成する手法を説明するための図である。
デポ膜形成領域２５０にＦＩＢを照射し、デポ反応ガスである成膜ガス１４２を噴射させて化学気相成長（ＣＶＤ）により、ＥＰＬ露光時に、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できる厚さにデポを行う。図５では、ＦＩＢとして、Ｇａイオンビーム１１２を用いている。Ｇａイオンビームを照射して成膜されたデポ膜２６０中には、Ｇａイオンが入り込む。Ｇａイオンが入り込むことで、電子を透過させにくくすることができ、より電子を遮蔽できるデポ膜２６０を形成することができる。また、ＦＩＢとして、Ｇａイオン以外に電子線（ＥＢ）やアルゴン（Ａｒ）イオンを用いてもデポ膜２６０を形成することができる。デポ膜２６０は、Ｓｉ基板１０表面に堆積後、エッジ部での成長速度が速いため、中空上にデポ（成膜）が進む。よって、Ｓｉが欠落している欠陥部位を覆うように形成することができる。
デポ膜２６０としては、炭素系の物質から構成されることが望ましい。成膜ガス１４２は、必然的に炭素系物質を主成分とするものが好ましい。例えば、デポ膜２６０として、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等を用いることができる。そして、成膜ガス１４２として、フェナントレン等の芳香族ガスを用いることができる。
また、ＥＰＬ露光時に、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポ膜２６０の厚さとして、後述するように０．５μｍ以上が望ましい。
【００４１】
図６は、ＥＰＬマスク修正装置の概要を説明するための図である。
ＥＰＬマスク修正装置１００では、液体ガリウム等のイオン源１１０からイオンを引き出し、電子レンズ等のイオン光学系１２０を通って、イオンをビーム状に集束加速させる。そして、集束加速させられたイオンビーム１１２は、偏向器により偏向され、集束イオンビームとして、マスクステージ１５０上に配置されたマスク３４０の所定の領域を照射する。その際、ガス銃１４０から成膜ガス１４２を噴射させて化学気相成長（ＣＶＤ）により前記所定の領域に成膜する。次に、隣に位置する領域をイオンビーム１１２が照射するように、偏向器により偏向し、同様に、隣に位置する領域へとデポ膜を成長させる。照射するマスク上の位置は、イオンビーム１１２の照射により生じる二次電子を二次荷電粒子検出器１３０で検出することで把握することができる。
【００４２】
Ｓ１０８において、エッチング工程として、所望のパターンの領域、すなわち、デポ膜２６０の内側開口部に加工領域を設定して、同様にこの領域にＦＩＢを照射し、エッチング反応ガスを噴射させてこの領域の中にある不要なＳｉの除去を行う。
図７は、エッチングする領域を示す図である。
Ｓｉ基板１０上の欠陥パターンの開口部２００には、所望するホールパターン外周を内周とする環状のデポ膜２６０が形成されている。そして、デポ膜２６０内周より内側に存在する余分なＳｉ領域が、エッチング領域２７０となる。
【００４３】
図８は、エッチングする手法を説明するための図である。
エッチング領域２７０にエッチングガス１４４を噴射させて余分なＳｉ表面にエッチングガス分子１４６を吸着させ、ＦＩＢを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なＳｉをエッチングする。装置は、図６において説明したものを使用してもよいし、同様の別の装置で加工しても構わないので装置構成や動作等の説明を省略する。また、デポ膜２６０外側に位置する必要なＳｉ表面には、自然酸化膜（ＳｉＯ２）が、形成されているので、ＦＩＢが照射されない部分にエッチングガス１４４が吹き付けられても、その部分がエッチングされることはない。
図８では、ＦＩＢとして、Ｇａイオンビーム１１２を用いている。ＦＩＢとして、Ｇａイオン以外に電子線（ＥＢ）やアルゴン（Ａｒ）イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス１４４としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Ｘｅ２Ｆ、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、Ｉ２等を用いるとよい。
【００４４】
図９は、エッチングする手法を説明するための図である。
余分なＳｉをエッチングする際には、図９（ａ）に示すように、Ｇａイオンビーム１１２を、７ｎｍ程度の１ショット領域１１４に２μｓ照射した後、偏向器で偏向させて照射する領域を図９（ｂ）に示すように順にショット領域を移しながら加工する。ここでは、説明簡略化のため、欠陥パターンの開口部２０５で示すような余分なＳｉを多く残した欠陥パターンを記載した。欠陥パターンの開口部２０５上に走査された場合は、装置のブランキングマスク（図示せず）でブランキングしてＧａイオンビーム１１２がマスク上に照射されないようにすればよい。デポ膜２６０内周に沿った領域のみではなく、余分なＳｉが残る領域をすべて順にショットすることで、例えば、２６０ｎｍと径が小さいホールパターンでもＳｉの再付着を防止することができる。
【００４５】
図１０は、修正後のホールパターンを示す図である。
図１０に示すように、Ｓｉ基板１０上に必要なＳｉが欠けた領域をカバーするように形成された環状のデポ膜２６０の内側に所望する修正後のホールパターン２０３を形成することができる。
【００４６】
図１１は、Ｓｉが欠落した欠陥がない欠陥パターンを示す図である。
図１１に示すように、所望するホールパターン２１０に対し、余分なＳｉが残った欠陥パターンの開口部２０６がＳｉ基板１０上に形成された場合でも、本実施の形態は適用することができる。
【００４７】
図１２は、Ｓｉが欠落した欠陥がない欠陥パターンに本実施の形態を適用する手法を説明するための図である。
図１２に示すように、この場合も、他の欠陥ホールパターンと同様な形状のデポ膜形成領域２５０を設定し、かかるデポ膜形成領域２５０にデポ膜２６０を形成することにより、エッジ全周がＳｉとデポ薄膜となるだけであり、Ｓｉが欠落している部分を有する欠陥の修正と同様の構造として修正加工を行うことができる。同様な手法を用いることにより、寸法の管理の共通化を行なうことができる。
【００４８】
図１３は、ＥＰＬ転写寸法のデポ膜の膜厚依存性を示す図である。
ここでは、デポ膜としてＤＬＣ膜を用いた。図１３に示すように、デポ膜の膜厚が０．５μｍ（５００ｎｍ）より小さい場合には、マスク寸法とウェハ上にＥＰＬ転写された寸法とのずれが大きく、デポ膜の膜厚が０．５μｍ以上の場合には、マスク寸法とウェハ上にＥＰＬ転写された寸法とのずれが少ないことがわかる。言い換えれば、デポ膜の膜厚が０．５μｍより小さい場合には、十分、電子線を遮蔽することができない。よって、デポ膜の膜厚が０．５μｍ以上に形成することで寸法精度を高めることができる。
【００４９】
以上のように、様々に凸凹な欠陥形状を問わず同一の手順で加工するため、寸法制御性を向上させることができる。様々な欠陥形状に対して、統一して本方法による修正加工を行う場合、欠陥種によらず、修正加工後のパターンのエッジ部の立体構造は、高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポ膜のみ、またはデポ膜とＳｉの積層となる。ここでは、デポ膜の電子線の遮蔽効果が十分に得られる膜厚にしているので、必要な寸法キャリブレーションは欠陥形状のバリエーションへの依存性を小さくすることができる。よって、簡略な補正で行えるようになり、欠陥種を通しての寸法精度を向上させることができる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１の手法にさらに寸法を補正するプロセスを加えた手法を説明する。
図１４は、修正後のマスク断面を示す図である。
実施の形態１の手法によりマスクの欠陥ホールパターン修正を行った場合、図１４に示すようにデポ膜形成において、もし、Ｓｉ基板１０上に形成されたデポ膜２６０の端が所望するホールパターン寸法まで足りない箇所が存在した場合に、修正されたホールパターンの寸法も精度が落ちてしまう。そこで、実施の形態２では、かかる場合の不具合を解消する方法を説明する。各工程フローは、図１と同様のため省略する。
【００５１】
図１５は、実施の形態２におけるエッチング加工前の状態を示す図である。
所望するパターンを反転させた薄膜のデポ膜形成領域を設定して高加速度で入射する電子を十分に遮蔽できるデポを行う場合に、デポ膜領域設定工程において、図１５に示すように所望するホールパターン２１０よりも内側にデポを行う領域を多くしたデポ膜形成領域を多く設定する。そして、デポ膜形成工程において、内側にデポを行う領域を多くしたデポ膜形成領域にデポ膜２６０を形成する。
【００５２】
図１６は、エッチングする手法を説明するための図である。
図１６（ａ）に示すように、所望するホールパターン２１０の領域内をエッチング領域２７０として、ＦＩＢを照射することで、図１６（ｂ）に示すように、この領域内にある不要なデポ膜２６０をスパッタリングして除去する。図１６（ｃ）に示すように、所望するホールパターン２１０の領域の中にある不要なＳｉが存在する場合には、エッチング領域２７０にエッチングガス１４４を噴射させて余分なＳｉ表面にエッチングガス分子１４６を吸着させ、ＦＩＢを照射することで、ガスアシストエッチング法により、余分なＳｉをエッチングする。装置は、図６において説明したものを使用してもよいし、同様の別の装置で加工しても構わないので装置構成や動作等の説明を省略する。
実施の形態１と同様、ＦＩＢとして、Ｇａイオンビーム１１２を用いている。ＦＩＢとして、Ｇａイオン以外に電子線（ＥＢ）やアルゴン（Ａｒ）イオンを用いてもエッチングを行うことができる。エッチングガス１４４としては、ハロゲン含有物質ガスが望ましい。例えば、Ｘｅ２Ｆ、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、Ｉ２等を用いるとよい。ここで、ＤＬＣ等のカーボン膜をデポ膜２６０とする場合には、デポ膜２６０は、かかるエッチングガス１４４では、反応しないため、ＦＩＢによるスパッタリングにより除去することになる。
【００５３】
その他の工程は、実施の形態１と同様であるので省略する。
【００５４】
以上のように、実施の形態２によれば、Ｓｉ基板１０上に形成されたデポ膜２６０にエッチング代（削り代）を設けてあるため、所望するホールパターン寸法まで足りなくなるといった不具合を解消することができる。
【００５５】
また、デポ膜の形成時にエッジ部は、平坦な部分に比べて立体形状が異なる場合があり、図１６に示すような不要な出っ張りがデポ膜２６０端に形成されていた場合、上述したように、デポ膜２６０は、ハロゲンガスでエッチングされず、ＦＩＢによるスパッタリングによる除去となるため、ハロゲンガスによるエッチングより時間がかかる。実施の形態１において、かかる不要な出っ張りがデポ膜２６０端に形成されていた場合、実施の形態１では、デポ膜２６０をＦＩＢによるスパッタリングすることを想定していないため、不要な出っ張りが残ってしまうことも考えられる。そこで、実施の形態２によれば、当初からデポ膜２６０をＦＩＢによるスパッタリングすることを想定しているため、かかる出っ張りも除去することができる。
以上のように、実施の形態２によれば、デポ膜の形成時にエッジ部が、平坦な部分に比べて立体形状が異なる場合でも、この部分をＦＩＢで均一に加工することにより、転写時の寸法シフトをばらつかないようにさせることができる。
【００５６】
図１７は、修正精度を示す図である。
実施の形態１或いは実施の形態２の方法を用いて、欠陥ホールパターンを修正した場合に、図１７（ａ）に示すような結果を得た。そのマスクを用いてウェハにＥＰＬ露光転写した場合にウェハ上での転写後寸法は、図１７（ｂ）に示すような結果を得た。欠陥ホールパターンを修正することで、修正前と比べ寸法を大きく改善させることができる。
【００５７】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１或いは実施の形態２より、さらに高精度な寸法を補正するプロセスを加えた形態を説明する。
図１８は、実施の形態３におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
図１８において、本実施の形態では、ホールパターン検査工程（Ｓ１０２）、デポ膜領域の設定工程（Ｓ１０４）、薄膜形成工程の一例としてのデポ膜形成工程（Ｓ１０６）、エッチング工程（Ｓ１０８）の後に、さらに、欠陥ホールパターン再検査工程（Ｓ１１０）、コーナーエッチング工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。
【００５８】
図１８において、ホールパターン検査工程（Ｓ１０２）は、実施の形態１或いは実施の形態２と同様で構わないので説明を省略する。
【００５９】
ここで、ホールパターンの転写寸法は、局部的なエッジの位置よりも面積と相関がある。したがって、より面積を良好な周辺パターンに合わせた方が精度を高めることができる。
図１９は、エッチング工程（Ｓ１０８）まで完了した修正後のホールパターンを示す図である。
エッチング工程（Ｓ１０８）まで完了した修正後のホールパターンとして、Ｓｉ基板１０上にデポ膜２６０が環状に形成され、その内側がエッチングされているが、ここで、デポ膜領域設定工程において、コーナー部に面積調整用の削り代２１４が残るようにデポ膜形成領域を設定し、デポ膜形成工程において、デポ膜形成領域にデポ膜２６０を形成する。そして、エッチング工程において、デポ膜２６０内側をエッチングする。ここで、実施の形態２で説明したように、デポ膜２６０を所望するホールパターン２１０より内側に形成されるようにデポ膜２６０を形成し、所望するホールパターン２１０の内側をエッチングして余分なＳｉと共にデポ膜２６０をエッチングしても構わない。ただし、かかる場合もコーナー部に面積調整用の削り代２１４を残しておく。
【００６０】
Ｓ１１０において、欠陥ホールパターン再検査工程として、エッチング工程（Ｓ１０８）まで完了した修正後のホールパターンの面積を計測する。計測は、ホールパターン検査工程と同様の手法で位置検出を行ない、かかるデータから面積を計測すればよい。
【００６１】
Ｓ１１２において、コーナーエッチング工程として、所望するパターン面積との誤差についてコーナー部をエッチングすることで、コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行う。
【００６２】
図２０は、面積調整代を説明するための図である。
図２０（ａ）では、ホールパターンの辺を使って、面積調整を行なう場合を示している。図２０（ｂ）では、ホールパターンのコーナー部を使って、面積調整を行なう場合を示している。図２０（ａ）と図２０（ｂ）との断面図からわかるように、辺を使って、面積調整を行なう場合の調整代ｔ２よりコーナー部を使って、面積調整を行なう場合の調整代ｔ１の方が大きくなる。言い換えれば、調整用の平坦部を大きくとることができる。ＦＩＢの照射方向に対し平行面となるエッジ部よりもＦＩＢの照射方向に対し垂直面となる平坦部の調整代が大きい方が、より加工し易くすることができ、寸法精度を向上させることができる。
【００６３】
以上のように、実施の形態３では、所望のパターンを反転させた薄膜のデポ領域を設定して、所望のパターンよりも多くデポを行い、次の所望のパターンの領域の中にある不要なＳｉの除去と、デポ膜のエッジ部の除去を行う際、またはエッジ部の除去を行った後に、この所望の領域の面積と同じになるように、コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行ない調整する。コーナー部の曲率を変化させて修正加工を行ない調整することで、図１７に示す修正後の精度をさらに向上させることができる。
【００６４】
そして、エッジ部の除去加工は、上述したように、平坦な部分に比べてエッジ部のＦＩＢの強度や、ガスの供給、生成物の飛散などの点で難しい。よって、加工プロセスを不安定にする。したがって、エッジ位置の精度を良く保つことが難しい。図２０（ａ）に示すような辺部の削り代ｔ２が小さく、実質的にエッジ部全周で加工する場合に比べ、図２０（ｂ）に示すようなコーナー部を主に加工する場合の方が、精度の良い平坦部の加工が多くなり、面積を合わせこむ精度を向上させることができる。
【００６５】
以上、具体例を参照しつつ各実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００６６】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマスク修正方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施の形態１におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
【図２】ホールパターン検査装置の概要を説明するための図である。
【図３】欠陥ホールパターンの一例を示す図である。
【図４】欠陥ホールパターンにデポ膜領域を設定した状態を説明するための図である。
【図５】デポ膜を形成する手法を説明するための図である。
【図６】ＥＰＬマスク修正装置の概要を説明するための図である。
【図７】エッチングする領域を示す図である。
【図８】エッチングする手法を説明するための図である。
【図９】エッチングする手法を説明するための図である。
【図１０】修正後のホールパターンを示す図である。
【図１１】Ｓｉが欠落した欠陥がない欠陥パターンを示す図である。
【図１２】Ｓｉが欠落した欠陥がない欠陥パターンに本実施の形態を適用する手法を説明するための図である。
【図１３】ＥＰＬ転写寸法のデポ膜の膜厚依存性を示す図である。
【図１４】修正後のマスク断面を示す図である。
【図１５】実施の形態２におけるエッチング加工前の状態を示す図である。
【図１６】エッチングする手法を説明するための図である。
【図１７】修正精度を示す図である。
【図１８】実施の形態３におけるマスクの欠陥ホールパターン修正方法の要部を表すフローチャートである。
【図１９】エッチング工程（Ｓ１０８）まで完了した修正後のホールパターンを示す図である。
【図２０】面積調整代を説明するための図である。
【図２１】ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
【図２２】可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
【図２３】ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスクの一部分を示す図である。
【図２４】マスクの欠陥修正の様子を説明するための図である。
【図２５】マスクパターンの欠陥を説明するための図である。
【図２６】マスクパターンの欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  Ｓｉ基板
１００  ＥＰＬマスク修正装置
１１０  イオン源
１１２  イオンビーム
１１４  １ショット領域
１２０  イオン光学系
１３０  二次荷電粒子検出器
１４０  ガス銃
１５０  マスクステージ
１４２  成膜ガス
１４４  エッチングガス
１４６  エッチングガス分子
２００，２０２，２０５，２０６  欠陥パターンの開口部
２０３  修正後のホールパターン
２０４  ホールパターン開口部
２１０  所望するホールパターン
２５０  デポ膜形成領域
２６０  デポ膜
２７０  エッチング領域
２７５  不足領域
２７６  はみ出し領域
３００  ウェハ
３１０  半導体チップ領域
３２０  サブフィールド
３３０  電子線
３４０  マスク
３５０  サブフィールドマスク
４１０  アパーチャ
４１１  開口
４２０  アパーチャ
４２１  可変成形用開口
４２２  部分一括マスク
４３０  荷電粒子ソース
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006114639.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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