(57)【要約】【課題】  集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスクの孤立パターンの欠陥修正時のチャージアップに起因する問題点を解決する。【解決手段】  孤立したパターン間に集束イオンビームCVD金属デポジション膜空中配線7を形成して導通させチャージアップの影響を無くしてから欠陥3を修正する。修正後不要となった金属デポジション膜空中配線7をイオンビームエッチングで除去する。孤立したパターンにX方向及びY方向にFIB-CVDで金属デポジション膜空中配線を形成してチャージアップの影響を無くした状態で、X方向及びY方向の金属デポジション膜空中配線を加工時のドリフト補正のマーカーとして使用し、ドリフト補正を行いながら欠陥を修正する。修正後不要となった金属デポジション膜空中配線をイオンビームエッチングまたはAFMスクラッチ加工で除去する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスク上の孤立したパターンと孤立していないパターンの間を、該パターン間にFIB-CVD金属デポジション膜で空中配線を施して導通させてから、黒または白欠陥を修正し、修正後前記金属デポジション膜空中配線をイオンビームエッチングで除去することを特徴とする集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項２】
前記孤立したパターン導通用に堆積したFIB-CVD金属デポジション膜空中配線をドリフト補正のマーカーとして使用し、修正後金属デポジション膜をイオンビームエッチングで除去することを特徴とする請求項１記載の集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスク欠陥修正方法。
【請求項３】
修正後金属デポジション膜をAFMスクラッチ加工で除去することを特徴とする請求項１記載の集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスク欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスクの孤立パターン（孤立パターンとは、面積の小さいクロムまたはMoSi導電性パターンが他のパターンから独立してガラス基板上に浮き島状態で存在するもののことを言う。）の欠陥の修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化要求に対してリソグラフィは縮小投影露光装置の光源の波長の短波長化と高NA化で対応してきた。縮小投影露光装置の転写の原版で無欠陥であることが要求されるフォトマスクの欠陥修正は従来レーザーや集束イオンビーム(FIB)を用いて行われてきたが、レーザーでは分解能が不十分で最先端の微細なパターンの欠陥は修正できず、縮小投影露光装置の光源の波長の短波長化により集束イオンビームではプライマリービームとして使用するガリウムの注入によるガラス部のイメージングダメージ(透過率の低下)が問題となってきており、微細なパターンの欠陥が修正できてイメージングダメージのない欠陥修正技術が求められている。最近集束イオンビームでも低加速電圧を用いて薄くしたガリウム注入層を洗浄で取り去ることで透過率を回復する方法が提案されている(非特許文献1)。またイオンビームを用いない(原理的にガリウムに注入のない)、電子ビームを用いたフォトマスク欠陥修正装置(非特許文献2)や原子間力顕微鏡(AFM)技術を用いた機械的な微細加工(スクラッチ加工)によるフォトマスク黒欠陥修正装置も開発されている(非特許文献3)。
【０００３】
しかしフォトマスクはガラス上に光を遮るために金属膜を堆積したものなので、金属膜パターンの面積が小さい場合はイオンビーム照射で過剰な電荷によりチャージアップが発生する。チャージアップが起こると二次電子像の像質の低下やドリフトが発生して加工精度を低下させてしまうという問題があった。また従来微細な穴をイオンビームで作成して、それをドリフトマーカーとして利用してきたが、パターンの微細化と露光波長の短波長化のために難しくなりつつある。加工ウィンドウ内に縦と横のパターンがあれば、パターンのエッジをドリフトマーカーとして使用してドリフト補正が行えるが、加工ウィンドウ内に適当な縦と横のパターンがない場合も多く、汎用的に使えるドリフトマーカーが求められている。
【０００４】
また集束イオンビームは3次元CADデータを用いて適切な走査に変換することでFIB-CVD膜で任意の立体ナノ構造形成が可能であることが示されている。最近松井らにより上記技術を用いてFIB-CVDで作製した空中配線が報告されている(非特許文献４)。
【非特許文献１】Y. Itou, et al. Proc. of SPIE 5992 59924Y-1-59924Y-8(2005)
【非特許文献２】K. Edinger, H. Becht, J. Bihr, V. Boegli, M. Budach, T. Hofmann, H. P. Coops, P. Kuschnerus, J. Oster, P. Spies, and B. Weyrauch, J. Vac. Sci. Technol. B22 2902-2906(2004)
【非特許文献３】T. Robinson, A. Dinsdale, R. Bozak, R. White, D. A. Lee, and K. Roessler, Proc. of SPIE 5992 59924Z-1-59924Z-13(2005)
【非特許文献４】松井真二、応用物理 73 445-454(2004)
【特許文献１】特開2002-139827（[0005]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、集束イオンビーム微細加工装置を用いたフォトマスク欠陥修正方法において、金属膜パターンの面積が小さい場合に、イオンビーム照射によるチャージアップに起因する二次電子像の像質の低下やドリフトの発生による加工精度の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
FIB-CVD金属デポジション膜で孤立したパターンと孤立していないパターンを空中配線でつなげてから黒または白欠陥を認識し、欠陥を除去(黒欠陥の場合)または遮光膜を堆積(白欠陥の場合)して修正する。空中配線は3次元CADでデザインし、3次元CADデータを適切なイオンビーム走査に変換することで実現する。空中配線は公知の技術で実現できる（例えば特許文献１）。修正後不要となった金属デポジション膜空中配線をイオンビームエッチングまたはAFMスクラッチ加工で除去する。
【０００７】
孤立したパターンにX方向及びY方向にFIB-CVD金属デポジッション膜で空中配線を形成し、X方向及びY方向の金属デポジション膜導線を加工時のドリフト補正のマーカーとして使用して欠陥を修正する。修正後不要となった金属デポジション膜空中配線をイオンビームエッチングまたはAFMスクラッチ加工で除去する。
【発明の効果】
【０００８】
孤立したパターンも導線で他のパターンとつなげれば過剰な電荷蓄積によるチャージアップを避けることができるので、像質の良いイメージが得られ、正確に欠陥形状を認識できる。チャージによるドリフトもないので精度の高い加工を行うことができる。
【０００９】
ドリフトマーカーをイオンビームで作成するので、加工ウィンドウ内にドリフト補正用の適当な縦と横のパターンがない場合でも適用できる。空中配線によりチャージアップを避けることができるので、上記と同じ効果が期待できる。像質の良いイメージが得られるため、精度の高いドリフト量検出が行えるのでドリフト補正で熱的なドリフトによる加工精度の低下を抑えることができる。
【００１０】
空中配線なので修正後除去しても従来のデポジション膜のように下地ガラス基板にダメージが残ることもない。ガラス基板にダメージを与えないのでガラス部でのフォトマスクの転写特性を悪くすることもない。パターン上に形成した部分は除去後少しダメージがあっても転写特性に大きな影響を与えることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
まず、欠陥を有するフォトマスクを、遮光膜原料ガス導入系、金属デポジション膜原料ガス導入系及びガスアシストエッチング用のガス導入系を有する集束イオンビーム微細加工装置のＸＹステージ上に載置し、光学式の欠陥検査装置で見つかった欠陥位置が視野中心にくるようにXYステージを移動する。
【００１３】
図１は、上記フォトマスクを設置した後、本発明で孤立パターンの黒欠陥を修正する場合を説明する概略断面図であり、又図２は、本発明で孤立パターンの白欠陥を修正する場合を説明する概略断面図である。
【００１４】
集束イオンビーム微細加工装置にて、上記フォトマスクの欠陥を含む領域を観察した時に、孤立欠陥もしくは、欠陥３のある孤立したパターン4がチャージアップの影響を受けて明確なＳＩＭ像が得られない場合には、孤立していない正常パターン5と孤立したパターン4を空中で結ぶ配線7（以下空中配線7）を作り込むことにより導通させるために、ガス導入系2からヘキサカルボニルタングステンなどの金属デポジション膜原料ガスを流しながら、上記空中で結ぶ配線7を形成したい部分にイオンビーム1を選択照射する(図1(a)と図2(a))。
【００１５】
空中配線7は3次元CADでデザインし、デポジション膜原料ガス雰囲気下で3次元CADデータを適切なイオンビーム走査に変換することで実現する。すなわち、できあがり形状が狙った大きさになるようにするために、イオンビーム照射位置に供給される膜原料の量(ガス圧と供給時間)、イオンビームの滞留時間、ビーム電流量や描画間隔を制御して走査する。具体的には、3D-CADで作製したサーフェイスモデルから高さ方向をスライスし、それぞれのスライスに対してイオンビームのベクタースキャンに変換する。下のスライス面から順に各面のベクタースキャンを積み上げて行って3次元構造を造る。このとき空中配線7になる部分に関しては横方向に実際に成長できるようにイオンビーム走査速度と横方向の成長速度をバランスさせるルールを適用する（例えば非特許文献４参照）。金属デポジション膜原料ガスを変えることにより、タングステン系のみならず、白金系でも空中配線7を作ることができる。
【００１６】
空中配線7の作成後、チャージアップのない状態で集束イオンビーム1を照射し再度イメージを取り直し、欠陥のない正常なパターンとパターンマッチング等で比較して修正すべき欠陥領域3を認識する(図1(b)と図2(b))。
【００１７】
黒欠陥の場合はアシストエッチングガス導入系8から沃素やフッ化キセノンなどのガスアシストエッチング用のガスを流しながらイオンビーム1を黒欠陥領域3に選択照射して余剰部分を除去して黒欠陥を修正する(図1(c))。
【００１８】
白欠陥の場合は、遮光膜原料ガス導入系９からナフタレンやフェナントレンなどの遮光膜原料ガスを流しながらイオンビーム1を白欠陥領域10に選択照射して遮光膜11を形成し白欠陥を修正する(図2(c))。
【００１９】
欠陥修正後、不要となった導通のために作った金属デポジション膜空中配線7をイオンビーム1による物理的なスパッタで除去する(図1(d)と図2(d))。もしくは沃素やフッ化キセノンなどのガスアシストエッチング用のガスを流しながら金属デポジション膜空中配線7にイオンビーム1を選択照射して除去する。
【００２０】
加工ウィンドウ内にドリフト補正用の適当な縦と横のパターンがない場合には、導通用に堆積したFIB-CVD金属デポジション膜空中配線7をドリフト補正のマーカーとして使用する。孤立欠陥もしくは欠陥3を含む孤立したパターン4にX方向及びY方向にFIB-CVDで金属デポジション膜空中配線7を堆積し(図3(b))、X方向及びY方向の金属デポジション膜空中配線7に対してパターンマッチング等を利用して加工時のドリフト補正のマーカーとして使用して白欠陥もしくは黒欠陥3を上記と同じ方法で修正する(図3(c))。なお、図3(c)は黒欠陥修正の場合であって、白欠陥修正の場合は表示していない。
【００２１】
修正後、上記同様不要となったドリフト補正のマーカーに使った金属デポジション膜空中配線7をイオンビーム1による物理的なスパッタで除去する(図1(d)と図2(d))。もしくは沃素やフッ化キセノンなどのガスアシストエッチング用のガスを流しながら金属デポジション膜空中配線7にイオンビーム1を選択照射して除去する。
【００２２】
図４は、不要となった金属デポジション膜空中配線をAFMスクラッチ加工で除去する方法を示す概略断面図である。
【００２３】
図4(a)から図4(c)に示されるように、図1(a)から図1(c)と同様の方法で、FIB-CVD金属デポジション膜で正常パターンと孤立したパターンを空中で結ぶ配線7を作り込んで黒欠陥を修正した後、あるいは、図2(a)から図2(c)に示されるようにFIB-CVD金属デポジション膜で正常パターンと孤立したパターンを空中で結ぶ配線7を作り込んで白欠陥を修正した後、不要となった空中配線7は配線材料よりも硬いAFM加工探針12によるスクラッチ加工で除去しても良い(図4(d) )。なお、図4(d)は黒欠陥修正の場合であって、白欠陥修正の場合は表示していない。AFMスクラッチ加工で発生した加工屑はウェット洗浄またはドライアイスクリーナーによる洗浄により除去する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明で孤立パターンの黒欠陥を修正する場合を説明する概略断面図である。
【図２】本発明で孤立パターンの白欠陥を修正する場合を説明する概略断面図である。
【図３】金属デポジション膜空中配線をドリフトマーカーとして使用する場合を説明する上面図である。
【図４】不要となった金属デポジション膜空中配線をAFMスクラッチ加工で除去する概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  イオンビーム
２  金属膜原料ガス導入系
３  黒欠陥
４  孤立欠陥または孤立パターン
５  正常パターン
６  ガラス基板
７  金属デポジション膜空中配線
８  アシストエッチングガス導入系
９  遮光膜原料ガス導入系
１０  白欠陥
１１  遮光膜
１２  AFM加工探針
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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