JPH04448A - Method for correcting photomask - Google Patents

Method for correcting photomask

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JPH04448A
JPH04448A JP2101384A JP10138490A JPH04448A JP H04448 A JPH04448 A JP H04448A JP 2101384 A JP2101384 A JP 2101384A JP 10138490 A JP10138490 A JP 10138490A JP H04448 A JPH04448 A JP H04448A
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JP
Japan
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photomask
pattern
ion beam
irradiating
pattern image
Prior art date
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Pending
Application number
JP2101384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeisa Ogura
毅勇 小倉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH04448A publication Critical patent/JPH04448A/en
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To recover the resolution of deteriorated pattern images and to improve accuracy of correction by providing a process of holding a photomask in high vacuum following the process of recognizing the pattern with second ions. CONSTITUTION:The photomask 2 is fixed on a stage 1 and irradiated with an ion beam from an ion source 3, and second ions generating from the pattern are counted by a detector 4 for image processing to display the pattern image on a CRT 6. Then black defects or white defects are corrected by visual check of the pattern image. When the resolution of the pattern image is degraded because of repeated irradiation of ion beams, the mask 2 is held in high vacuum (e.g. higher vacuum than 10<-6> Torr) for a certain period to recover the resolu tion, and then corrected. Or, instead of holding the mask in high vacuum, it is also preferable to treat the mask with oxygen plasma or far-UV ray.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体基板上に2次元の微細なパターンを作
る写真製版工程において使用されるフォトマスクの修正
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for modifying a photomask used in a photolithography process for forming fine two-dimensional patterns on a semiconductor substrate.

従来の技術 半導体装置製作用のフォトマスクは一般に透明ガラス基
板上に遮光性パターンを形成させたものであるが、パタ
ーン形成材料により銀塩乾板を利用したエマルジョンマ
スクと無機材料を用いたハードマスクの2種類に大別さ
れる(半導体ハンドブック編纂委員会線:半導体ハンド
ブック第2版、1989年オーム社発行、307頁参照
)。
Conventional technology Photomasks for manufacturing semiconductor devices generally have a light-shielding pattern formed on a transparent glass substrate, but there are two types of pattern-forming materials: emulsion masks using silver salt dry plates and hard masks using inorganic materials. It is roughly divided into two types (see Semiconductor Handbook Editorial Committee: Semiconductor Handbook 2nd edition, published by Ohmsha, 1989, p. 307).

無機薄膜材料としてはクロム膜または酸化クロム膜が用
いられることが多く、パターン形成法としてはガスプラ
ズマエツチングも利用されている(特開昭50−119
575号公報参照)。
A chromium film or a chromium oxide film is often used as an inorganic thin film material, and gas plasma etching is also used as a pattern forming method (Japanese Patent Laid-Open No. 50-119
(See Publication No. 575).

このようなハードマスクは表面強度が大きいことから多
数回の反復使用が可能とされているが、実際にはウェハ
上の異物や付着物によって傷つけられることも多く、そ
の場合にはマスクの廃棄が修正が必要となる。
These hard masks are said to be able to be used many times due to their high surface strength, but in reality they are often damaged by foreign matter or deposits on the wafer, and in such cases the mask must be disposed of. Correction is required.

従来のこの種のフォトマスクの修正作業はイオンビーム
を用いて行われる場合が多かった。すなわちイオン源よ
りイオンビームをフォトマスク上に直接照射して、それ
によりフォトマスク上より発生する各種2次イオンを検
出してパターンの現状を認識し、修正箇所を特定した後
、イオンビームを照射することによりパターンの不要な
部分を除去したり、別途供給したパターン形成材料を欠
落部に堆積させるなどの方法によって修正作業が行われ
ていた。
Conventionally, this type of photomask repair work was often performed using an ion beam. In other words, the ion source directly irradiates the photomask with an ion beam, detects the various secondary ions generated on the photomask, recognizes the current state of the pattern, identifies the areas to be corrected, and then irradiates the ion beam. Correcting work has been carried out by removing unnecessary portions of the pattern or depositing separately supplied pattern forming material in the missing portions.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の方法では、まず修正部のパター
ン像を得るために一度イオンビームを照射するが、この
時に修正部が認識できなかった場合や、一画面に修正部
が入りきらなかった場合には、周辺部に何度もイオンビ
ームを照射することになる。単層のクロムを用いたフォ
トマスクの場合、2回以上のイオンシーリングで2次イ
オンによるパターン像の解像度が劣化する。また−度修
正を行うと近傍のパターン形成材料からの2次イオン収
量が減少して得られたパターン像の鮮明さも著しく劣化
する。この状態のままで修正を行うと、修正精度が著し
く低下する。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional method described above, the ion beam is first irradiated once to obtain a pattern image of the repaired part, but there are cases where the repaired part cannot be recognized at this time, or there are cases where the repaired part is displayed on one screen. If the ion beam does not fully enter, the peripheral area will be irradiated with the ion beam many times. In the case of a photomask using a single layer of chromium, the resolution of a pattern image created by secondary ions deteriorates when ion sealing is performed two or more times. Further, when the degree correction is performed, the yield of secondary ions from the pattern forming material in the vicinity decreases, and the sharpness of the obtained pattern image also deteriorates significantly. If correction is performed in this state, the correction accuracy will be significantly reduced.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、2次イオン
によるパターン像の一度劣化した解像度を回復し、精度
の高い修正方法を提供することを目的としている。
The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a highly accurate correction method by restoring the once degraded resolution of a pattern image caused by secondary ions.

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、高置、空中で一定
時間保持する処理、酸素プラズマ処理、遠紫外光による
処理または高濃度オゾンによる処理の工程をフォトマス
ク修正工程中に介在させたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present invention modifies the photomask process of holding the process at a high altitude or in the air for a certain period of time, oxygen plasma treatment, treatment with deep ultraviolet light, or treatment with high concentration ozone. It is something that is inserted during the process.

作用 本発明は上記した構成により、−度低下した遮光薄膜材
料の2次イオン収量が増加し、−度劣化した2次イオン
パターン像の解像度を回復させることができるものであ
る。
Effect of the Invention With the above configuration, the present invention can increase the secondary ion yield of the light-shielding thin film material which has been degraded by -degrees, and can restore the resolution of the secondary ion pattern image which has deteriorated by -degrees.

実施例 以下本発明の実施例について第1図〜第3図を参照しな
がら説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

(実施例1) 第1図において、1はステージ、2はフォトマスク、3
はイオン源、4は2次イオン検出器、5はガス銃、6は
CRT(陰極線管〉である。そしてステージ1〜ガス銃
5はすべて真空中に保持されている。まずステージ1上
にフォトマスク2を固定し、フォトマスク2の真上のイ
オン源3よりイオンビームをフォトマスク2上に照射す
る。それにより、クロム、シリコン、酸素等の2次イオ
ンが発生し、これらを2次イオン検出器4を通してカウ
ントする。そしてこのデータをもとに画像処理を行い、
クロム、シリコン、またはクロムとシリコンの2次イオ
ン像としてCRT6上にパターン像を表示する。CRT
6上に表示されたパターン像を見ながら、黒欠陥を修正
する場合には、欠陥部にのみイオンビームを照射してイ
オンシーリングする。白欠陥の場合には欠陥部周辺にガ
ス銃5より炭化水素系の有機ガスを吹き付け、そこにイ
オンビームを照射することにより、カーボン膜を堆積さ
せて欠陥を修正する。
(Example 1) In FIG. 1, 1 is a stage, 2 is a photomask, and 3 is a stage.
is an ion source, 4 is a secondary ion detector, 5 is a gas gun, and 6 is a CRT (cathode ray tube). Stage 1 to gas gun 5 are all kept in a vacuum. First, a photo is placed on stage 1. The mask 2 is fixed, and an ion beam is irradiated onto the photomask 2 from the ion source 3 directly above the photomask 2. As a result, secondary ions such as chromium, silicon, oxygen, etc. are generated, and these are converted into secondary ions. It is counted through the detector 4. Then, image processing is performed based on this data.
A pattern image is displayed on the CRT 6 as a secondary ion image of chromium, silicon, or chromium and silicon. CRT
When a black defect is to be corrected while viewing the pattern image displayed on the screen 6, an ion beam is irradiated only to the defective part to perform ion sealing. In the case of a white defect, a hydrocarbon-based organic gas is sprayed from the gas gun 5 around the defect and an ion beam is irradiated thereto, thereby depositing a carbon film and repairing the defect.

この場合、フォトマスク2の欠陥を認識する際に同一箇
所にイオンビームを数回照射することがある。その場合
、膜形成物質であるクロムからの2次イオンの強度が著
しく低下して、第2図に模式的に示すように、パターン
像が弱くなり、映像としての解像度が著しく低下する。
In this case, when recognizing defects in the photomask 2, the same location may be irradiated with the ion beam several times. In that case, the intensity of secondary ions from chromium, which is a film-forming substance, is significantly reduced, and as schematically shown in FIG. 2, the pattern image becomes weak and the resolution of the image is significantly reduced.

第2図において、7は最初にイオンビームを照射した時
の2次イオンによるパターン像、8は数回照射後の同じ
くパターン像である。ここで上記フォトマスク2を高真
空中(10−6Torrよりも高真空)に10分程度保
持すると、2次イオンによるパターン像は7に近い状態
まで回復する。これを2次イオンの強度で表わすと、最
初を100とすると、数回イオンビームを照射すると、
20〜30程度まで低下する。これを高真空中に保持す
ると、70〜80程度まで回復する。クロムの2次イオ
ンの発生には酸素の存在が影響する。単層クロムの場合
には、最初表面に酸素が吸着または酸化していると思わ
れるが、イオンビームの照射により酸素が除去されてし
まう。そのためクロム単独の2次イオンの発生効率が低
下する。高真空中で保持することにより2次イオン収量
が増加するメカニズムについては、クロム表面に付着し
ていた2次イオンの発生を抑制する何等かの物質が高真
空中で除去されるとも考えられるが、その詳細について
は不明である。しかし実験的には上述のように高真空中
に保持することにより2次イオン収量が増加することが
確認されている。
In FIG. 2, 7 is a pattern image created by secondary ions when the ion beam is first irradiated, and 8 is the same pattern image after several irradiations. If the photomask 2 is kept in a high vacuum (higher vacuum than 10<-6 >Torr) for about 10 minutes, the pattern image formed by the secondary ions will recover to a state close to 7. Expressing this in terms of the intensity of secondary ions, if the initial value is 100, then after irradiating the ion beam several times,
It decreases to about 20-30. If this is kept in a high vacuum, it will recover to about 70-80. The presence of oxygen influences the generation of secondary chromium ions. In the case of single-layer chromium, oxygen is initially thought to be adsorbed or oxidized on the surface, but the oxygen is removed by ion beam irradiation. Therefore, the generation efficiency of secondary ions of chromium alone decreases. Regarding the mechanism by which the secondary ion yield increases by holding in a high vacuum, it is thought that some substance that suppresses the generation of secondary ions attached to the chromium surface is removed in a high vacuum. , the details are unknown. However, it has been experimentally confirmed that the yield of secondary ions is increased by maintaining the material in a high vacuum as described above.

以上のように一度劣化したパターン像が再び鮮明となり
、像の解像度が回復するから高精度修正が可能となる。
As described above, a pattern image that has once deteriorated becomes clear again, and the resolution of the image is restored, allowing for highly accurate correction.

(実施例2) 一度で修正しきれないような大きな欠陥や、欠陥が集中
している場合には、修正作業を数回にわけて行う必要が
ある。この場合、前の修正作業終了後の周辺の2次電子
パターン像の解像度は著しく劣化しており、次の修正は
ほとんど不可能である。第3図にこのような場合の白欠
陥部のパターン像を示す。図において、9は修正前のフ
ォトマスクの2次電子パターン像を示している。10は
最初の修正後のパターン像を示している。11は最初の
修正で堆積した膜である。最初の修正後、次のパターン
確認のために実施例1で示すようにイオンビームを数回
照射している。またフォトマスク2にはガス銃5より吹
き付けられたガスも吸着しており、第2図のイオンビー
ムを数回照射後のパターン像8の状態よりもさらに劣化
している。
(Example 2) If there is a large defect that cannot be corrected at once, or if the defects are concentrated, it is necessary to perform the correction work in several parts. In this case, the resolution of the peripheral secondary electron pattern image after the previous correction work has been significantly degraded, and the next correction is almost impossible. FIG. 3 shows a pattern image of a white defect portion in such a case. In the figure, numeral 9 indicates a secondary electron pattern image of the photomask before modification. 10 shows the pattern image after the first correction. 11 is the film deposited in the first modification. After the first correction, the ion beam is irradiated several times as shown in Example 1 to confirm the next pattern. The photomask 2 also adsorbs the gas blown from the gas gun 5, and the pattern image 8 is even more deteriorated than the pattern image 8 shown in FIG. 2 after being irradiated with the ion beam several times.

この実施例では、ここで酸素プラズマを照射してクロム
表面に酸素を供給し、かつ前の修正時に吸着したガスの
除去を行う。今回使用した装置は一般的な平行平板型の
RF(高周波)プラズマ装置で、条件は、酸素流量10
0cc/sin (標準状態に換算)、処理圧力200
mTorr、RFパワー350W、時間20秒であった
。2次イオンの強度は最初を100とすると、酸素プラ
ズマ処理後は60〜70程度まで回復し、充分に精度の
高い修正を行うことができた。
In this embodiment, oxygen plasma is irradiated here to supply oxygen to the chromium surface and to remove gases adsorbed during the previous modification. The equipment used this time was a general parallel plate type RF (high frequency) plasma equipment, and the conditions were: oxygen flow rate of 10
0cc/sin (converted to standard state), processing pressure 200
mTorr, RF power of 350 W, and time of 20 seconds. When the intensity of the secondary ions was initially set at 100, it recovered to about 60 to 70 after the oxygen plasma treatment, making it possible to perform corrections with sufficiently high precision.

(実施例3) 実施例2のように、酸素プラズマでは、若干のフォトマ
スクのパターンダメージの可能性があるので、遠紫外光
184.9nmの照射を行う。通常の遠紫外線用ランプ
を用い、雰囲気は大気、温度は130℃2時間は10分
であった。その結果も上記実施例とほぼ同様であった。
(Example 3) As in Example 2, since oxygen plasma may cause some pattern damage to the photomask, irradiation with deep ultraviolet light of 184.9 nm is performed. A normal far ultraviolet lamp was used, the atmosphere was air, and the temperature was 130° C. for 2 hours and 10 minutes. The results were also almost the same as in the above example.

この場合には、酸素プラズマの代りに、遠紫外光により
誘起されるオゾンがフォトマスク表面へ酸素を供給し、
かつ吸着した有機ガス分子の除去が行われる。これによ
って2次イオン収量は回復しパターン像は鮮明となって
フォトマスクの修正精度は高(なる。
In this case, instead of oxygen plasma, ozone induced by deep ultraviolet light supplies oxygen to the photomask surface.
Also, the adsorbed organic gas molecules are removed. As a result, the secondary ion yield is restored, the pattern image becomes clearer, and the photomask correction accuracy becomes higher.

(実施例4) 上記実施例の場合、処理時間が10分と長く、実際の修
正作業では処理時間に問題があるので、高濃度オゾン発
生機を用い、フォトマスク2を直接オゾン雰囲気中に置
く。条件として、オゾン濃度150g/11.温度10
0〜150℃2時間1〜2分であった。その結果は上記
実施例とほぼ同様であった。この場合、直接オゾンをフ
ォトマスク表面にさらすため前記反応速度が向上してい
る。
(Example 4) In the case of the above example, the processing time is long at 10 minutes, and there is a problem with the processing time in actual repair work, so a high concentration ozone generator is used and the photomask 2 is placed directly in an ozone atmosphere. . The conditions were an ozone concentration of 150g/11. temperature 10
The temperature was 0 to 150°C for 2 hours and 1 to 2 minutes. The results were almost the same as in the above example. In this case, the reaction rate is improved because ozone is directly exposed to the photomask surface.

以上のような処理を施すことにより、修正作業中のイオ
ン照射によって減少したフォトマスクからの2次イオン
放出を再び増加させて、−見劣化した2次イオンによる
パターン像の鮮明度を回復させることができる。
By performing the above-described processing, the secondary ion emission from the photomask, which has decreased due to ion irradiation during correction work, can be increased again, and the clarity of the pattern image caused by the secondary ions, which has deteriorated in appearance, can be restored. I can do it.

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、高
真空処理、酸素プラズマ処理、遠紫外光照射または高濃
度オゾン処理という表面付着酸素の量を増加させる工程
を施すことによって、修正時に劣化した2次イオンパタ
ーン像の解像度を回復させているので、常に鮮明なパタ
ーン像を認識しながら高い寸法精度でフォトマスクの修
正作業を行うことができる。
Effects of the Invention As is clear from the above examples, according to the present invention, by performing a step of increasing the amount of oxygen attached to the surface, such as high vacuum treatment, oxygen plasma treatment, deep ultraviolet light irradiation, or high concentration ozone treatment, Since the resolution of the secondary ion pattern image degraded during correction is restored, the photomask correction work can be performed with high dimensional accuracy while always recognizing a clear pattern image.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のフォトマスクの修正方法を実施するた
めの修正装置の概略構成図、第2図は2次電子パターン
像の解像度の劣化を示すCRT上の画面図、第3図は繰
り返しイオン照射によって2次電子パターン像の解像度
がさらに劣化した場合のCRT上の画面図である。 1・・・・・・ステージ、2・・・・・・フォトマスク
、3・・・・・・イオン源、4・・・・・・2次イオン
検出器、5・・・・・・ガス銃、6・・・・・・CRT
(陰極線管)。 J・イオン5鼻
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a repairing device for carrying out the photomask repair method of the present invention, Fig. 2 is a screen shot on a CRT showing deterioration in resolution of a secondary electron pattern image, and Fig. 3 is a repeating FIG. 6 is a screen diagram on a CRT when the resolution of a secondary electron pattern image is further degraded by ion irradiation. 1... Stage, 2... Photomask, 3... Ion source, 4... Secondary ion detector, 5... Gas gun, 6...CRT
(Cathode ray tube). J ion 5 nose

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フォトマスクの欠陥部にイオンビームを複数回照
射してフォトマスクから放出される2次イオンによりパ
ターンを認識する工程と、前記フォトマスクを一定時間
高真空中に保持する工程と、前記フォトマスクの前記欠
陥部にイオンビームを照射する工程とからなることを特
徴とするフォトマスクの修正方法。
(1) A step of irradiating the defective portion of the photomask with an ion beam multiple times and recognizing a pattern by secondary ions emitted from the photomask, and a step of holding the photomask in a high vacuum for a certain period of time; A method for repairing a photomask, comprising the step of irradiating the defective portion of the photomask with an ion beam.
(2)フォトマスクの欠陥部にイオンビームを複数回照
射してフォトマスクから放出される2次イオンによりパ
ターンを認識する工程と、前記フォトマスクを酸素プラ
ズマ処理する工程と、前記フォトマスクの前記欠陥部に
イオンビームを照射する工程とからなることを特徴とす
るフォトマスクの修正方法。
(2) A step of irradiating defective portions of the photomask with an ion beam multiple times and recognizing a pattern using secondary ions emitted from the photomask; a step of treating the photomask with oxygen plasma; A photomask repair method comprising the step of irradiating a defective portion with an ion beam.
(3)フォトマスクの欠陥部にイオンビームを複数回照
射してフォトマスクから放出される2次イオンによりパ
ターンを認識する工程と、前記フォトマスクを遠紫外光
照射する工程と、前記フォトマスクの前記欠陥部にイオ
ンビームを照射する工程とからなることを特徴とするフ
ォトマスクの修正方法。
(3) A step of irradiating defective portions of the photomask with an ion beam multiple times and recognizing a pattern using secondary ions emitted from the photomask, a step of irradiating the photomask with far ultraviolet light, and a step of irradiating the photomask with deep ultraviolet light; A photomask repair method comprising the step of irradiating the defective portion with an ion beam.
(4)フォトマスクの欠陥部にイオンビームを複数回照
射してフォトマスクから放出される2次イオンによりパ
ターンを認識する工程と、前記フォトマスクを高濃度オ
ゾン中に放置する工程と、前記フォトマスクの前記欠陥
部にイオンビームを照射する工程とからなることを特徴
とするフォトマスクの修正方法。
(4) A step of irradiating the defective portion of the photomask with an ion beam multiple times and recognizing a pattern by secondary ions emitted from the photomask, a step of leaving the photomask in high concentration ozone, and a step of leaving the photomask in high concentration ozone; A method for repairing a photomask, comprising the step of irradiating the defective portion of the mask with an ion beam.
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