(57)【要約】【課題】電子ビームを用いた微細領域加工装置でドリフトを補正することにより高精度な加工を可能にする。【解決手段】電子ビームＣＶＤで加工前に被加工領域１８近傍に微細な突起もしくは特徴的なパターン１５を形成し、加工途中で電子ビームＣＶＤで形成した突起もしくはパターンを含む領域１６のイメージを取得して現時点での突起もしくはパターンの位置１７を求め、開始前の位置１５と現時点の位置１７の差をドリフト量と見なして電子ビーム照射領域の微調整を行った領域１９で加工を再開する。ドリフト量の算出と電子ビーム照射領域へのフィードバックを繰り返してドリフトを補正した加工を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームでの加工前にあらかじめ被加工領域の近傍に原料ガスを流しながら電子ビームＣＶＤで参照パターンを形成し、前記被加工領域の加工前と加工途中で該参照パターンを含む領域の二次電子像を取得して、前記参照パターンの位置の移動量を算出し、該移動量に基づいて前記被加工領域の電子ビームの照射位置を補正しながら加工することを特徴とする電子ビーム加工方法。
【請求項２】
前記参照パターンは、少なくとも２０ｎｍの大きさの微小な突起であることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム加工方法
【請求項３】
前記参照パターンは二次電子像で下地と数％以上の材質コントラスト差のある材料であることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム加工方法。
【請求項４】
前記参照パターンはＸ方向とＹ方向の変位が測定できるような特徴的なパターンであり、パターンマッチングにより移動量を算出することを特徴とする請求項１または３記載の電子ビーム加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビームを用いた微細領域の加工装置の高精度加工技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の微細加工や磁気記憶装置やＭＥＭＳに代表される年々高まる局所領域の微細な領域の高精度な加工への要望に対して、電子ビーム装置は走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡のようなその高い像分解能から可能性が指摘されながらも、膜堆積速度やエッチング速度が低いことから、いままで成膜やエッチングの速度の高い集束イオンビーム装置が微細な領域の高精度な加工に用いられてきた。
【０００３】
しかし、集束イオンビーム加工装置では、成膜やエッチングの速度は高いものの、イオンビームの注入による加工領域へのダメージも大きいので、ダメージのない加工を必要とする材料に対しては適応が難しく、このような材料に対してはダメージの殆どない電子ビーム加工による微細領域の加工が求められてきた。
【０００４】
従来の集束イオンビーム加工装置では、被加工領域の近傍に微小な穴をイオンビームで開け、加工途中で穴を含む領域を走査し下地膜に含まれる二次イオンを検出して開けた穴の移動量を求め、これをドリフト量と見なしてイオンビーム照射領域の微調整を行って加工を再開し、ドリフト量の算出とイオンビーム照射領域へのフィードバックを繰り返すことで高精度な加工を実現している（例えば、特許文献１参照）。電子ビームによる加工では膜堆積速度やエッチング速度が遅いのでイオンビーム加工装置よりもさらに加工時間が長くなり、高い加工精度を実現するためには、集束イオンビーム加工装置よりも更にドリフトの影響を低減することが必要である。
【０００５】
また、集束イオンビーム加工装置では、上記のようなドリフト補正を行う場合、加工領域のみならず、上記のドリフト補正用の走査範囲にもダメージを与えてしまい、場合によっては物理的なスパッタ効果により削ってしまうこともあった。またドリフト補正用にイオンビームで形成した穴が小さすぎると、膜堆積やエッチングの途中で、穴が埋まってしまってドリフト補正ができなくなり加工精度が低下したり、形成した穴が大きすぎるとその穴が加工品質を低下させてしまい問題になることもあった
【特許文献１】
特開昭６３−３０５３５８号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電子ビームを用いた微細領域加工装置でダメージフリーなドリフト補正を行い、ダメージのない高精度かつ高品質な微細領域の加工を実現しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
被加工領域の近傍に電子ビームＣＶＤで微小な参照パターンを形成する。加工前に前記の加工した参照パターンを含む領域を集束した電子ビームで走査すると、この位置を記憶しておく。加工中に前記の加工した参照パターンを含む領域を再度集束した電子ビームで走査して参照パターンの位置を検出し、記憶した加工前の位置と比較することで移動量を求め、これをドリフト量と見なしてイオンビーム照射領域の微調整を行って加工を再開し、後は加工の中断、参照パターンの位置検出、ドリフト量の算出と電子ビーム照射領域へのフィードバックを繰り返して加工を行う。
参照パターンとして、ドリフト量を精度良く測定できるように少なくとも２０ｎｍの微小な突起を形成すると、形成した突起部分がエッジ効果で二次電子が多く出ることからこの突起の位置を高感度に検出できる。
【０００８】
二次電子像で被加工材質と数％以上の材質コントラスト差のある材料を被加工領域の近傍に電子ビームＣＶＤで形成してやれば、その材質コントラスト差から薄い膜でも形成した膜の位置を容易に検出することができるので、加工中に上記の突起の場合と同様の方法でドリフト補正して加工する。この方法だと上記の突起の場合よりも短時間でドリフト補正用のマーカーを作ることができる。
【０００９】
もちろん、加工時の電子ビーム照射領域を補正するドリフト量の算出は、点状のマーカーの位置の比較でなくても良く、点状のマーカーのかわりに十字形のようなＸ方向とＹ方向の変位が測定できる特徴的なパターンを形成し、特徴的なパターンを含む二次電子像のパターンマッチングから求めることもできる。
【００１０】
【作用】
電子ビームで走査して得たイメージでドリフトを補正するため、微細なＣＶＤ膜やその周辺にイオンビームのときのようなダメージは与えることはない。ドリフト補正のマーカーとして堆積膜を用いるため、ドリフト補正のマーカーの穴が埋まったり、穴が大きくて問題になることもない。また微細な突起の移動量を求めているので、高い精度でドリフト補正が行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をフォトマスクの欠陥修正に適応した例について説明する。
欠陥を含むフォトマスク（バイナリマスクもしくは位相シフトマスク）６を図２に示すような遮蔽膜原料ガスもしくはエッチング用のアシストガスを導入できる機構を備えた電子ビーム装置の真空チャンバ内に導入し、欠陥検査装置で検出された欠陥位置にＸＹステージ７を移動する。まず電子銃１から放出され５００Ｖ〜３ｋＶまで加速された電子ビーム２をコンデンサレンズ３と対物レンズ４で集束し、偏向器５でフォトマスク６に走査照射したときに発生した二次電子８を走査に同期して二次電子検出器９で取りこみ、その二次電子像から微細な突起を形成する場所を決め、図１に示すようなドリフト量を精度良く測定できるように少なくとも２０ｎｍの微細な電子ビームＣＶＤ膜を形成する。二次電子像取得時には、フォトマスクは絶縁体であるガラス基板１４の上に導電性の遮光膜パターン１３を堆積したものなので、電子ビーム２のマイナスイオンの蓄積によりチャージアップして二次電子像が見えなくなることもあるため、電荷中和用アルゴンイオン銃１１で数１００Ｖに加速され集束されたイオンビーム１２を照射し電荷が中和された状態で観察しても良い。電子ビームＣＶＤによる突起形成終了後、突起を含む領域１６を電子ビーム２で走査し、突起部と下地との二次電子量の違いから突起の位置を検出しその場所を記憶しておく。
【００１２】
次に欠陥を含む領域の二次電子像を取得して、欠陥修正領域１７（白欠陥もしくは黒欠陥）を認識する。白欠陥もしくは黒欠陥と認識した領域１７のみ、遮蔽膜原料ガス（白欠陥時）もしくはエッチングガス（黒欠陥時）をガス銃１０から流しながら選択的に走査し、欠陥領域１７の加工を行う。加工を途中で中断し、突起の位置として記憶した位置１５を中心とした微小領域１６を電子ビーム２で走査し、二次電子像から突起の位置１８を求め、記憶しておく。記憶していた前回の位置との差ΔＸおよびΔＹをドリフト量と見なして加工時の電子ビーム照射領域１７にも同じΔＸおよびΔＹのオフセットを加えた電子ビーム照射領域１９で加工を再開する。加工の中断と、突起位置の検出、記憶した突起位置との比較からドリフト量の算出、ドリフトを加味した加工領域の微調整、加工再開を繰り返すことで、ドリフトを補正し精度の高い加工を行う。
【００１３】
ドリフト補正用のマーカーとして、二次電子像で被加工材質と数％以上の材質コントラスト差のある材料を用いることができる場合には、その材質コントラスト差から薄い膜でも形成した膜の位置を容易に検出することができるので、短時間でドリフト補正用のマーカーを形成することができる。材質コントラスト差のある材料のマーカー形成後は、前記と同様な手順で加工の中断と、突起位置の検出、記憶した突起位置との比較からドリフト量の算出、ドリフトを加味した加工領域の微調整、加工再開を繰り返すことで、ドリフトを補正し精度の高い加工を行う。
【００１４】
前記の欠陥修正において、微細な突起を形成するかわりに、図３に示すように、電子ビームＣＶＤで十字形のようなＸ方向とＹ方向の変位が測定できる特徴的なパターン２０を遮光膜パターン１３上に形成し、加工途中でパターンを含む領域１６の二次電子像からパターン２１を観察する。取得したイメージと前回のイメージのパターンマッチングによりドリフト量ΔＸおよびΔＹを検出して加工時の電子ビーム照射領域１７にドリフト量ΔＸおよびΔＹのオフセットを加えた照射領域１９で加工を再開し、加工の中断と、パターンの検出、パターンマッチングからドリフト量の算出、ドリフトを加味した加工領域の微調整、加工再開を繰り返すことで、ドリフトを補正して精度の高い加工を行うこともできる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子ビームＣＶＤで形成した微細な参照パターンをドリフト補正に用いれば、電子ビーム加工装置でも高い精度でドリフトが補正でき、長時間に及ぶ加工でも高精度な加工を行うことができる。また、加工領域やドリフト補正の走査領域のダメージが少ない、高品質な加工が行える。また、参照パターンとして、微小な突起や、二次電子像で被加工材質と材質コントラスト差のある材料を用いれば、参照パターンを高感度に検出できるという効果がある。もちろん、本発明はフォトマスクリペア装置だけではなく、他の電子ビーム加工装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最も良くあらわす説明図である。（ａ）は平面図で、（ｂ）は断面図である。
【図２】実施例を説明するための電子ビーム加工装置の概略図である。
【図３】本発明のパターンマッチングを用いてドリフト補正する場合の説明図である。
【符号の説明】
１  電界放出電子源
２  電子ビーム
３  電磁式コンデンサレンズ
４  電磁式対物レンズ
５  電磁式偏向器
６  フォトマスク
７  ＸＹステージ
８  二次電子
９  二次電子検出器
１０  遮蔽膜原料ガスもしくはエッチング用のアシストガス供給用のガス銃
１１  電荷中和用アルゴンイオン銃
１２  アルゴンイオンビーム
１３  遮光膜パターン
１４  ガラス基板
１５  加工開始前の突起の位置
１６  ドリフト補正用の部分走査領域
１７  ドリフト補正用走査時の突起の位置
１８  加工時の電子ビーム照射領域
１９  ドリフトを補正した電子ビーム照射領域
２０  加工開始前の特徴的なパターン
２１  ドリフト補正用走査時の特徴的なパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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