特開 2024-163617 ドリフト低減装置およびドリフト低減方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163617

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】ドリフト低減装置およびドリフト低減方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/74 20120101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

G03F1/74

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079382

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】591012668

【氏名又は名称】株式会社ホロン

(74)【代理人】

【識別番号】100089141

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 守弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 恵三

【テーマコード（参考）】

2H195

【Ｆターム（参考）】

2H195BD32

2H195BD33

2H195BD36

(57)【要約】

【目的】本発明は、ドリフト低減装置およびドリフト低減方法に関し、フォトマスク上の修復対象のチャージによるドリフトを低減することを目的とする。
【構成】フォトマスク上の修復しようとする修復パターンについて、修復最小単位のドットの整数倍からなるドットパターンに変換するドットパターン変換手段と、修復パターンについて、変換されたドットパターンが形成できるように、各ドットが離散的に形成された複数のレイヤーに分割するレイヤー分割手段と、分割されたレイヤー毎に順次修復し、修復パターンを形成する修復手段とを備え、分割されたレイヤー毎に順次修復してドットに照射される電子ビームのチャージによるドリフトを低減するように構成する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトマスク上の修復対象のチャージによるドリフトを低減するドリフト低減装置において、
フォトマスク上の修復しようとする修復パターンについて、修復最小単位のドットの整数倍からなるドットパターンに変換するドットパターン変換手段と、
前記修復パターンについて、前記変換されたドットパターンが形成できるように、各ドットが離散的に形成された複数のレイヤーに分割するレイヤー分割手段と、
前記分割されたレイヤー毎に順次修復し、前記修復パターンを形成する修復手段と
を備え、
前記分割されたレイヤー毎に順次修復して前記ドットに照射される電子ビームのチャージによるドリフトを低減したことを特徴とするドリフト低減装置。

【請求項2】

前記各ドットが離散的に形成されたとして、縦２ドットと横２ドットからなる合計４ドット矩形で前記ドットパターンを分割し、レイヤー１を４ドット矩形の左上のドット、レイヤー２を４ドット矩形の右下のドット、レイヤー３を４ドット矩形の右上あるいは左下のドット、レイヤー４を４ドット矩形の左下あるいは右上のドットの集合からなる、分割したドットパターン１から４としたことを特徴とする請求項１に記載のドリフト低減装置。

【請求項3】

前記レイヤー分割手段が、前記修復するドットパターンの外周部を前記複数のレイヤーに分割し、内部をレイヤーに分割することなく、電子ビームで照射して修復することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のドリフト低減装置。

【請求項4】

前記変換されたドットパターンが線分の場合には、当該線分の始端および終端から、当該線分の中心に向けて電子ビームを順次照射して修復し、発生するチャージを対称にし、ドリフトを低減したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のドリフト低減装置。

【請求項5】

前記変換されたドットパターンが面の場合には、当該面の左上および右下から、当該面の中心に向けて電子ビームを順次照射して修復し、発生するチャージを対称にし、ドリフトを低減したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のドリフト低減装置。

【請求項6】

前記分割されたレイヤー毎に順次修復した修復パターンと修復しようとする修復パターンとを比較し、差が所定閾値以上の場合にはドリフト発生警告する、あるいは偏向装置に補正信号を出力して補正する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のドリフト低減装置。

【請求項7】

フォトマスク上の修復対象のチャージによるドリフトを低減するドリフト低減方法において、
フォトマスク上の修復しようとする修復パターンについて、修復最小単位のドットの整数倍からなるドットパターンに変換するドットパターン変換ステップと、
前記修復パターンについて、前記変換されたドットパターンが形成できるように、各ドットが離散的に形成された複数のレイヤーに分割するレイヤー分割ステップと、
前記分割されたレイヤー毎に順次修復し、前記修復パターンを形成する修復ステップと
を有し、
前記分割されたレイヤー毎に順次修復して前記ドットに照射される電子ビームのチャージによるドリフトを低減したことを特徴とするドリフト低減方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フォトマスク上の修復対象のチャージによるドリフトを低減するドリフト低減装置およびドリフト低減方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、フォトマスク上のパターンの修復は、修復目標パターンを人間が作成、選択あるいは既存のパターンをコピーするなどして決め、ガスを噴射しつつ電子ビームを照射してデポジションあるいはエッチングし、修復していた。

【0003】

この際、電子ビームの照射位置の制御性の観点から電子ビームの照射（走査）方法はラスタースキャンが利用されていた。この方法では数十ピコアンペアーから数十ナノアンペアーの電子ビームをナノメートルオーダーの領域に数分間に渡って連続的に隣接するピクセルに対して照射してマスクを修復する。

【0004】

このため、隣接するピクセルに局所的に大量に照射し続けることが原因で修復箇所の近傍が帯電し、その蓄積電荷の影響で電子ビームが所望の場所に照射出来ないことにより、観察像（修復パターン）が元の位置からずれた場所に生じる所謂ドリフト現象が生じる。

【0005】

このドリフトが生じると目的とする欠陥を正常に修復できなくなるばかりか、間違った場所を修正してしまい新たな欠陥を生成してしまう危険があり、これらを避ける対策が取られていなかった。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、従来のフォトマスクの修復は、人が修復すべき図形を作成、選択、既存の図形をコピーなどして決め、これにガスを噴射すると共に電子ビームをラスタースキャンなどで照射して修復（切除、堆積）していたため、修復箇所の近傍が帯電してその蓄積電荷により修復箇所がずれてしまうチャージによるドリフトが発生してしまい、所望の修復パターンを修復できないばかりか、新たな欠陥を生成しまうという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述した課題を解決するために、フォトマスク上の修復対象のチャージによるドリフトを低減するドリフト低減装置において、フォトマスク上の修復しようとする修復パターンについて、修復最小単位のドットの整数倍からなるドットパターンに変換するドットパターン変換手段と、修復パターンについて、変換されたドットパターンが形成できるように、各ドットが離散的に形成された複数のレイヤーに分割するレイヤー分割手段と、分割されたレイヤー毎に順次修復し、修復パターンを形成する修復手段とを備え、分割されたレイヤー毎に順次修復してドットに照射される電子ビームのチャージによるドリフトを低減するようにしている。

【0008】

この際、各ドットが離散的に形成されたとして、縦２ドットと横２ドットからなる合計４ドット矩形でドットパターンを分割し、レイヤー１を４ドット矩形の左上のドット、レイヤー２を４ドット矩形の右下のドット、レイヤー３を４ドット矩形の右上あるいは左下のドット、レイヤー４を４ドット矩形の左下あるいは右上のドットの集合からなる、分割したドットパターン１から４とするようにしている。

【0009】

また、レイヤー分割手段が、修復するドットパターンの外周部を複数のレイヤーに分割し、内部をレイヤーに分割することなく、電子ビームで照射して修復するようにしている。

【0010】

また、変換されたドットパターンが線分の場合には、線分の始端および終端から、線分の中心に向けて電子ビームを順次照射して修復し、発生するチャージを対称にし、ドリフトを低減するようにしている。

【0011】

また、変換されたドットパターンが面の場合には、面の左上および右下から、面の中心に向けて電子ビームを順次照射して修復し、発生するチャージを対称にし、ドリフトを低減するようにしている。

【0012】

また、分割されたレイヤー毎に順次修復した修復パターンと修復しようとする修復パターンとを比較し、差が所定閾値以上の場合にはドリフト発生警告する、あるいは偏向装置に補正信号を出力して補正するようにしている。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、フォトマスク上の修復しようとする修復パターンについて、修復最小単位のドットの整数倍からなるドットパターンに変換し、変換されたドットパターンが形成できるように、各ドットが離散的に形成された複数のレイヤーに分割し、分割されたレイヤー毎に順次修復して修復パターンを形成し、ドットに照射される電子ビームのチャージによるドリフトを低減すると共に、新たな欠陥の発生を低減することが可能となった。

【0014】

これにより、下記が可能となった。
１ １台の装置内で完全自動マスク修復の際に、フォトマスクのチャージによるドリフトを低減し、高精度のフォトマスクパターンの修復を実現できる。
２ また、フォトマスクのチャージによるドリフトを低減したことで、新たな欠陥の発生を防止できる。

【実施例0015】

図１は、本発明の１実施例構成図を示す。この図１は、フォトマスク１２の上に形成されたパターンの欠陥を修復する装置の構成図であって、フォトマスクにガスを噴射しつつ電子ビームを照射し、その電子ビームの反応範囲について、エッチングあるいはデポジションを行って欠陥を修復する装置の構成図を示す。以下詳細に説明する。

【0016】

図１において、コラム１は、１次電子ビームを発生し、集束し、更に細く絞り、フォトマスク１２の上に照射するためのものであって、電子銃２などから構成されるものである。

【0017】

電子銃２は、電子を発生するものである。

【0018】

ブランキング電極３は、電子銃２で発生された１次電子ビームをｎｓのオーダーで高速に通過あるいは遮断するものであって、原理的には平行平板電極であり、高電圧を印加するものである。ブランキングした１次電子ビームが帯電してドリフトさせないように工夫されている。

【0019】

Ｕ－ＭＣＰ４は、上側（電子銃２に近い方）に配置したＭＣＰ（電子検出器）であって、電子を増倍して高感度に検出するものであり、ここでは主に反射電子を検出・増倍するものである。検出された信号はＡＤ変換装置によりデジタルデータに変換された後、ＰＣに送られ画像化されたり、終点判定に必要な元素分析に利用される。

【0020】

Ｄ－ＭＣＰ５は、下側（対物レンズ７に近い方）に配置したＭＣＰ（電子検出器）であって、電子を増倍して高感度に検出するものであり、ここでは主に２次電子を検出増倍するものである。検出された信号はＡＤ変換装置によりデジタルデータに変換された後、ＰＣに送られ画像化される。

【0021】

偏向器６は、１次電子ビームを２段偏向（Ｘ，Ｙ方向）し、フォトマスク１２上の所望の位置に細く絞った電子ビームを照射しつつ走査するものである。

【0022】

対物レンズ７は、１次電子ビームを細く絞ってフォトマスク１２の上に照射するものである。ここでは、必要に応じて図示外の収差補正装置（球面、色収差補正装置）を合わせて使用し、球面および色収差を最小限に低減する。

【0023】

差動排気装置８は、中心に１次電子および２次電子が通過する穴を設けた２段の円盤からなる差動排気装置の中間部分から排気し、試料室２１に排出されたガスがコラム１の側に行かないように排気するものである。

【0024】

輻射熱シールド９は、ノズル１０に接続された配管などの熱がフォトマスク１２に輻射熱として行かないように遮断する薄い板であって、中心部分に１次電子ビーム、ノズル１０あるいはノズル１０からのガスが通る穴を設けたものである。

【0025】

ノズル１０は、ガスをフォトマスク１２の所定領域に噴射するものであって、通常所定温度（例えば８０～１００°程度）に加熱されたガスを噴射するものである。

【0026】

Ｚセンサー１１は、フォトマスク１２のＺ方向の距離（ＷＤ）を精密に測定するものである。

【0027】

フォトマスク１２は、欠陥を修復する対象のフォトマスクであって、図示外の設計データ（ＣＡＤデータ）をもとに所定のパターンを形成したフォトマスクである。フォトマスク１２は、設計データを参照し、修復対象のパターンに容易かつ高精度に１次電子ビームを照射しつつノズル１０からガスを噴射し、エッチングおよびデポジションを行い欠陥パターンを設計データなどから生成した修復目標パターンに一致するように修復している。

【0028】

加熱・冷却コントローラ１３は、フォトマスク１２の背面側に配置し、フォトマスク１２を加熱、冷却して所定温度に制御し、フォトマスクのドリフトを低減するものである。

【0029】

支持台１４は、フォトマスク１２，加熱・冷却コントローラ１３などを保持するものである。

【0030】

温度センサー１５は、支持台１４あるいはフォトマスク１２の温度を検出するものである。

【0031】

ＸＹＺステージ１６は、温度センサー１５，支持台１４，加熱・冷却コントローラ１３，フォトマスク１２を搭載し、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に精密に所定位置に移動するものであって、レーザーをステージ上のバーミラーなどに照射してリアルタイムに精密に測定（レーザ干渉計で測定）しつつ移動するステージである。

【0032】

ＴＭＰ１７は、オイルレス真空排気装置である。

【0033】

ドライポンプ１８は、オイルレスの真空排気装置である。

【0034】

コントローラ１９は、輻射熱シールド９，支持台１４などの温度を所定温度に自動制御するものである。

【0035】

除振装置２０は、試料室２１、コラム１などを搭載し、外部からの振動を除振する装置である。

【0036】

試料室２１は、フォトマスク１２などを配置する真空排気する容器である。

【0037】

ガス温度調整装置２２は、ノズル１０からフォトマスク１２に噴射するガスの温度を調整するものであって、所定温度に加熱して昇華などしてガスを生成し、更に、所定圧力に調整して供給するものである。

【0038】

ガスコントローラ２３は、ガス温度調整装置２２を制御し、所定温度のガスを生成、生成したガスの流量、圧力などをマスフローコントローラにより調整し、ノズル１０からガスをフォトマスク１２に噴射させるものである。

【0039】

高圧電源３１は、電子銃２の印加する直流高電圧を発生するものである。

【0040】

ＢＬコントローラ３２は、ブランキング電極３に所定の高電圧を印加し、１次電子ビームの通過、遮断を高速に制御するものである。

【0041】

反射信号処理装置３３は、Ｕ－ＭＣＰ４で検出・増幅した反射信号を、更に増幅などし、フォトマスクの修復領域の反射電子画像などを生成するものである。

【0042】

２次信号処理装置３４は、Ｄ－ＭＣＰ５で検出・増幅した２次信号を、更に増幅などし、フォトマスクの修復領域、基準パターンなどの２次電子画像などを生成するものである。

【0043】

偏向制御装置３５は、偏向器６に高電圧の偏向電圧を印加し、フォトマスク１２上に細く絞って照射した１次電子ビームをＸＹ方向に高速走査制御するものである。

【0044】

ステージ位置制御装置３６は、ＸＹＺステージ１６に搭載されたフォトマスク１２の所定位置に１次電子ビームが照射されるように、レーザー干渉計からのリアルタイム測定信号を受信し、かつ設計データ（ＣＡＤデータ）を参照し、位置づけるものである（公知）。

【0045】

ＰＣ３７は、パソコンであって、プログラムに従い各種処理、制御を統括制御するものである。このパソコンには基準パターンを自動選択するためのデータベースや選択ソフト、修正対象となるフォトマスクの設計データ（ＣＡＤデータ）あるいはドリフトベクトル関数を演算するための演算装置やドリフトの学習を行うための装置あるいは推論演算のためのデータベースや推論エンジン等も搭載されている。その他、終点判定のために利用される元素推定のための画像演算や推論に必要とされるデータベースやソフトが搭載されている。

【0046】

表示装置３８は、ディスプレイであって、フォトマスク１２の修復対象領域の２次電子画像、反射電子画像、更に、基準パターンの２次電子画像、フォトマスク温度などを表示するものである。

【0047】

次に、図１の構成の動作を説明する。

【0048】

図１のマスク修復装置では、０．５から１ＫＶ程度のエネルギーを持つ１次電子ビームが利用される。典型的な反応ガスはエッチング用としてフッ化キセノン、デポジション用としてトリメチル白金、補助ガスとして水蒸気や酸素、窒素などである。反応ガスは１００℃程度に加温された状態でノズル１０からフォトマスク１２に向けて噴射される。噴射量は０から数十ＳＣＣＭ程度の微量である。必要に応じて異種のガスが同時に注入されることもある。

【0049】

電子ビーム励起ガス反応の活性化エネルギーは数エレクトロンボルトであるため数エレクトロンボルトのエネルギーを有する２次電子が反応を支配する。１次電子ビームの数ｎｍ以下の小さなスポットサイズでは無く、フォトマスク１２に衝突して散乱した際に生じる２次電子の飛程範囲が反応領域と成る。電子ビームマスク修復装置の最小修復分解能は加速電圧に大きく依存する。反応領域は１次電子ビームのエネルギーが低いほど小さくなる傾向があり、例えば１ＫＶの時は２０ｎｍ、０．５ＫＶの時は６ｎｍ程度の直径になる。

【0050】

電子ビーム照射電流は０から１００ｐＡ程度が利用される。電子ビームとガスによる反応速度は照射電流に比例するため照射電流が大きいほど早く反応が進む。１次電子ビームは偏向器６にて偏向可能領域内の任意の位置に照射することが出来る。任意の時間照射することも出来る。例えばラスタースキャンを用いて一定方向に電子ビームを一定速度で走査しながら所望のタイミングでオンオフすることで電子ビームをフォトマスク１２上の任意の場所のみに照射することが出来る。ピクセルクロックは１ＫＨｚから１００ＭＨｚ位が利用される。ゆっくりと走査して１回の走査で修復プロセスを完結させることも出来るし、高速に複数回走査して修復プロセスを完結させることも出来る。

【0051】

電子ビームとガスの反応速度は電子ビーム照射電流が一定の時、フォトマスク１２の表面に吸着しているガス濃度に依存する。ガス供給速度と電子ビーム量が旨くバランスした時に最大効率が得られる。ガス表面濃度はガス吸着量に比例するためフォトマスク１２の表面温度が重要な制御パラメータと成る。反応ガスの吸着は物理吸着なので、一般的に高温にするとガスの吸着能は小さくなり、低温にすると吸着能は大きくなる。速度向上には低温化が望ましいが、反応ガスの多くが固体ソースを加熱してガス化した材料なので、気化温度よりもフォトマスク１２の表面温度を低くし過ぎるとガスが霜あるいは雪の様に空洞が空いた状態でフォトマスク１２の表面に積もるため、堆積した膜がポーラスに成ることもある。

【0052】

以上のように、フォトマスク１２の表面温度は反応速度やプロセス結果に影響を与えるので、所望の温度に成るように制御することが望ましい。フォトマスク１２の温度測定はフォトマスク１２を汚染しないように赤外線を用いた非接触温度センサーを利用することが望ましい。

【0053】

電子ビームガス反応を行う際のピクセルクロックとＳＥＭ観察する際のピクセルクロックは同じにすることも出来るし、それぞれ独立に設定することも出来る。例えばＳＥＭ観察する時は高速（１０ｎｓ毎ピクセル）に設定し、ガス反応を行うときは遅くする（１ｍｓ毎ピクセル）など使い分けることが出来る。電子ビーム照射範囲も必要に応じて任意に決めることが出来る。同様に電子ビームガス反応を行う際の電子ビームスポットサイズとＳＥＭ観察する場合のスポットサイズは同じにも異なった値にも設定することが出来る。

【0054】

電子ビームマスク修復装置の試料室２１は装置設置環境からの電磁ノイズを防ぐために純鉄あるいはインバー等で出来ており、内面は耐腐食性のある無電解ニッケルメッキなどで被覆されている。試料室２１はＴＭＰ１７およびドライポンプ１８で真空に引かれており、１０のマイナス３乗パスカル程度の高真空に維持されている。コラム１内は１０のマイナス５乗パスカル、電子銃室は１０のマイナス７乗パスカル以上の高真空に維持されている。

【0055】

コラム（電子ビームコラム）１は腐食性ガスにさらされるので、パーマロイや純鉄からなる通常のコラムは腐食により寿命が短くなる恐れがある。本実施例では腐食ガスに直接さらされるガス供給用のノズル１０、コラム１の先端の対物レンズ７の開口部はハステロイＣ等の金属、ニッケルリンメッキ、あるいは帯電防止したテフロン（登録商標）等の耐腐食材料で被覆する。電子ビームコラム１が試料室２１と接続される対物レンズ７の側には差動排気装置８が導入されている。２つの差動排気アパチャーとアパチャー間に接続された図示外のＴＭＰによる強力な排気システムによって、フォトマスク１２の表面にノズル１０から注入されたフッ化キセノン、塩素、ヨウ素等の腐食ガスはコラム１の内部に侵入する前に外部に排気される。このシステムによりコラム内部の部品が腐食されるのを防止できる。

【0056】

電子ビームによるフォトマスク１２の修復は凡そ次のように行われる。フォトマスクポートにフォトマスクを置く。ロード指令を送出するとフォトマスク搬送ポートに連動した搬送装置（ローダー）がフォトマスクをサブチャンバーついでメイン真空チャンバー（試料室２１）に自動搬送する。別途設置してあるフォトマスク欠陥検査装置から欠陥位置情報を取得する。ＯＭあるいはＳＥＭ画像パターンマッチングを用いてステージ座標とマスク上座標を一致させるアライメントを行う。ＸＹＺステージ１６をもちいてフォトマスク１２上の修復対象欠陥位置が１次電子ビームの軸上に来るように移動する。１次電子ビームを走査して修復対象欠陥をＳＥＭ観察（２次電子画像観察）する。ＳＥＭ画像を用いて修復対象位置を測定し、より正確な位置つまり画像中心に移動させる。この際、深層学習ＡＩを用いて欠陥を自動認識させ自動的に中央に配置することも出来る。

【0057】

次に、反応ガスをフォトマスク１２の上の修復箇所表面にガス注入用のノズル１０を用いて注入しながら、修復箇所に１次電子ビームを照射する。修復箇所では１次電子ビームとガスの反応が起こる。修復前のＳＥＭ画像に修復中にリアルタイムで得られるＳＥＭ画像および反射画像を重ね合わせ表示し修復プロセスをリアルタイム観察する。最後に反応ガスを除去した状態で修復箇所をＳＥＭ観察し所望の修復が実行されたか否かを確認する。あるいは反射電子でプロセス進行による材質変化を検出する。修復不足であれば再びガスを注入して電子ビームを照射し修復を続ける。

【0058】

修復形状が目的形状と一致していれば終了判定して修復終了する。フォトマスク上に存在する全ての修復対象箇所の修復が終了した後にフォトマスクは搬送装置により修復装置外部に取り出される。

【0059】

以上のように、１次電子ビームによるマスク修復作業は実行される。

【0060】

しかしながら、実際には１次電子ビームを数分間に渡って局所的に大量照射し続けることやガスを吹き付けることなどが原因でフォトマスク１２上の電子ビームを照射して修復する部分（ドット）がチャージし、観察像（修復パターン）が元の位置からずれた場所に生じるチャージによるドリフト現象が生じる。このチャージによるドリフトが生じると目的とする欠陥を正常に修復できなくなるばかりか、間違った場所を修復してしまい新たな欠陥を生成してしまう危険がある。

【0061】

以下に、フォトマスク上の電子ビームの照射部分（ドット）のチャージによるドリフトを低減する装置、方法を順次詳細に説明する。

【0062】

図２は、本発明の説明図（その１）を示す。この図２は、フォトマスク１２上の目的とする図示の修復パターン４１，４２を電子ビームで照射しつつガスを噴射して修復する様子を模式的に示したものである。

【0063】

図２の（ａ）は従来の修復パターン４１を示し、図２の（ｂ）は本発明の修復パターン４２を示す。

【0064】

図２の（ａ）の従来の修復パターン４１は、電子ビームを図示のように上から下の方向にラスタースキャンを繰り返し、全体を塗りつぶすように照射し、修復していた。このため、電子ビームを修復パターン４１の左端の上から下にラスタスキャンを行い、次に、右に隣接するドットに上から下にラスタースキャンを行うことを繰り返し、修復パターン４１の右端までラスタースキャンを行っていたため、電子ビームをラスタースキャンする左側のドットにチャージした場合には電子ビームは負の電荷を持つため電子ビームが右側（負にチャージした場合）、あるいは左側（正にチャージした場合）にドリフト（シフト）してしまう事態が発生する。

【0065】

尚、チャージは、電子ビームを照射した修復パターンのドットの部分で１以上の電子を放出すれば結果として正にチャージし、１以下の電子を放出すれば負にチャージする（公知）。

【0066】

一方、図２の（ｂ）の本発明の修復パターン４２は、下記のようになる。

【0067】

・（ｂ－１）のレイヤー１の修復パターン４２（縦２ドットと横２ドットの矩形のうちの左上のドットの集合）
・（ｂ－２）のレイヤー２の修復パターン４２（縦２ドットと横２ドットの矩形のうちの右下（ＸＹ方向にずらす）のドットの集合）を、レイヤー１に追加
・（ｂ－３）のレイヤー３の修復パターン４２（縦２ドットと横２ドットの矩形のうちの下（Ｙ方向にずらす）のドットの集合）を、レイヤー２に追加
・（ｂ－１）のレイヤー１の修復パターン４２（縦２ドットと横２ドットの矩形のうちの右（Ｘ方向にずらす）のドットの集合）を、レイヤー３に追加
ここで、１回目の電子ビームの走査で、（ｂ－１）のレイヤー１のドットを、電子ビームで左端の上から下の方向に照射し、次に右のドットについて上から下の方向に照射することを繰り返し、図示の全ドットを照射する。

【0068】

次に、２回目の電子ビームの走査で、（ｂ－２）のレイヤー２で追加したドットを、電子ビームで左端の上から下の方向に照射し、次に右のドットについて上から下の方向に照射することを繰り返し、図示の全ドットを照射し、レイヤー１とレイヤー２で追加した照射を合算し、図示の（ｂ－２）のレイヤー２の照射となる。

【0069】

同様に、３回目、４回目の電子ビームの走査で、（ｂ－３）のレイヤー３で追加、（ｂ－４）のレイヤー４で追加したドットを照射して合算し、全体として図示の（ｂ－４）のレイヤー４の照射となる。これにより、従来の図２の（ａ）の修復パターン４１と、同一の修復パターンのドットを全部、照射して修復できる。

【0070】

この際、本発明のレイヤー１，２，３，４の順番で順次照射することにより、電子ビームの照射するドットが、周囲の他の電子ビームで照射されてチャージするドットから離れた距離（離散的）となり、チャージによる電子ビームのドリフト（シフト）を大幅に低減できる。以下説明する。

【0071】

（１）フォトマスク１２の上に修復しようとする修復パターンのドットの間隔を広く開けてデポジションした場合、周辺が広く空いているためチャージの蓄積が起こりにくく、かつ、デポジションに利用される反応ガスが非常に均一に流れるため背の高い真っ直ぐな針状構造物をアレイ状に作ることが出来ることが知られている。つまりチャージによるドリフトを起こさずにエッチングやデポジションをすることが可能であることが実証されている。

【0072】

（２）この現象を利用したのが本発明である。従来は図２の（ａ）に示す修復パターン４１を電子ビームを照射して行う際に、隣接するピクセルに対して連続的（アナログ的）に小さなスポットサイズに絞った電子ビームを照射してデポジションやエッチングを実施する。この方法を用いると次第にチャージによるドリフトが生じ目的とする形状に修復することは出来ないという不具合が存在した。

【0073】

（３）本発明は従来とは異なり、点描画のように離れたピクセルドットとして、図２の（ｂ－１）のレイヤー１，（ｂ－２）のレイヤー２，（ｂ－３）のレイヤー３，（ｂ－４）のレイヤー４に示すように、次々と離散的に形成して追加していくことで、最終的に目的とする修復パターン４２（（ｂ－４）のレイヤー４の修復パターン４２）を極めて安定に得ることができる。

【0074】

（４）また、マスク修復装置で利用されるピクセルクロックは数ＫＨｚから数１００ＭＨｚ間にある。反応ガスを変更あるいは停止するためには、ガスバルブの開け閉めのほかパイプやノズルに存在するガスが完全に取り除かれるまでの時間がかかる。この時間は最短でも１秒近くかかる。従って、従来のように、連続的にピクセル形成している最中にガス条件を変更することは技術的に無理があった。本発明では一連のプロセスに区切りがあるため各レイヤー処理して次のレイヤーを処理するまでに１秒よりも長い時間をかけることが出来る、本実施例では各レイヤー毎にガス濃度や種類などを弁やマスフローメーターを用いて自由に切り変えることが可能である。フォトマスク修復では必ずしも１種類の材料で修復することが最良とは限らない。材料を色々変えることで密度を変えることが可能で修正部の高さや光学特性を微妙に調整することも出来る。

【0075】

次に、図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。

【0076】

図３は、本発明の動作説明フローチャート（その１）を示す。これは、既述した図２の（ｂ－１）、（ｂ－２）、（ｂ－３）、（ｂ－４）の動作説明フローチャートである。

【0077】

図３において、Ｓ１は、修復したいパターンを最適なサイズおよびスペースからなるドットに変換する。これは、修復しようとする修復パターンについて、例えば修復最小単位のドット、あるいはその整数倍からなるドットパターンに変換する。

【0078】

Ｓ２は、修復パターンをドットが形成できるレイヤーに分割する。これは、Ｓ１でドットパターンに変換された後の修復パターン４２、例えば図２の（ｂ－４）に示す修復パターン４２について、図２の（ｂ－１）のレイヤー１の修復パターン４２，（ｂ－２）のレイヤー２でレイヤー１に追加した部分、（ｂ－３）のレイヤー３でレイヤー２に追加した部分、（ｂ－４）のレイヤー４でレイヤー３に追加した部分のドットパターンの４つに分割する。

【0079】

Ｓ３は、レイヤー毎に修復する。これは、Ｓ２で分割したレイヤー毎、例えば図２の（ｂ－１）のレイヤー１、（ｂ－２）のレイヤー２で追加、（ｂ－３）のレイヤー３で追加、（ｂ－４）のレイヤー４で追加した部分のドットパターン毎に、順次電子ビームを照射して修復する。

【0080】

Ｓ４は、最終的に修復すべきパターンが形成される。図２の（ｂ－４）のレイヤー４で追加された部分を修復することにより、最終的に当該（ｂ－４）に示す修復パターン４２が修復されることとなる。ここでは、４回のレイヤー１，２，３，４の修復で全体の修復パターン４２が修復されることとなる（レイヤー分割デジタル修復法）。

【0081】

以上のように、図２の（ｂ－１）から（ｂ－４）で各追加された４レイヤーに分割して順次電子ビームを照射して修復することにより、各修復が離散的に離れた位置のドットについて修復を行い、電子ビームのチャージによるドリフトを低減し、かつ新たな欠陥の発生を防止できる。レイヤーの数はドット間スペースに依存して変化する。スペースを空けるとレイヤー分割数は増加する。修正すべきパターンをレイヤーに分割する方法としては予めレイヤーとしてドット描画を行うべきパターンを任意サイズのパターンとして決めておき、そのパターンに対して例えばＡＮＤ演算を行うことで修正に必要とされる各レイヤーパターンを得ることが出来る。

【0082】

図４は、本発明の説明図（その２）を示す。この図４は、フォトマスク１２上の目的とする図示の修復パターン４３を電子ビームで照射しつつガスを噴射して修復する際に、周辺（エッジ）のドット照射の１周目の修復、次に、ドット照射の２周目の修復を行い、その後に、内部の修復を行い、エッジ部分（周辺の部分）をチャージによるドリフトを低減して修復した例を模式的に示す。

【0083】

図４の（ａ－１）はドット照射の１周目の修復を示し、図４の（ａ－２）はドット照射の２周目の修復を示し、図４の（ａ－３）は内部の修復を示す。

【0084】

図４の（ａ－１）のドット照射の１周目の修復は、修復しようとする修復パターン４３の周辺（エッジ）の部分のドットについて、ここでは、１ドット毎に空白を設けたドット照射の１周目のパターン（レイヤー１のドットパターン）を作成し、このパターンについて１周に渡って電子ビームで照射し、ガスを噴射して修復する様子を示す。

【0085】

図４の（ａ－２）のドット照射の２周目の修復は、１周目の修復に追加して、当該１周目の空白のドットの部分のパターン（レイヤー２のドットパターン）を作成し、このパターンについて１周に渡って電子ビームで照射し、ガスを噴射して修復する様子を示す。

【0086】

以上により、修復パターン４３の周辺のドット部分がチャージによるドリフトを低減した状態で、正確な修復をすることが可能となり、かつ新たな修復を発生させることを防止できる。

【0087】

次に、図４の（ａ－３）の内側の修復は、修復しようとする修復パターン４３の内部のドットについて、ここでは塗りつぶす態様で電子ビームを照射し、ガスを噴射して修復する様子を示す。ここでは、高速に塗りつぶす。つまり、最適な修正速度が得られるように周辺部と内部では別々のピクセルクロックを利用しても良い。

【0088】

次に、図５のフローチャートを用いて図４の修復の動作を詳細に説明する。

【0089】

図５は、本発明の動作説明フローチャート（その２）を示す。これは、既述した図４の（ａ－１）、（ａ－２）、（ａ－３）の動作説明フローチャートである。

【0090】

図５において、Ｓ１１は、修復したいパターンの周辺部を最適なサイズおよびスペースのドットに変換する。ドリフト許容度の高い内部は通常照射する。これは、修復したい修復パターンについて、周辺部分を例えば修復最小単位のドット、あるいはその整数倍からなるドットパターンに変換する。

【0091】

Ｓ１２は、修復パターンをドットが形成できるレイヤーに分割、および連続照射するレイヤーに分割する。これは、Ｓ１１でドットパターンに変換された後の修復パターン４３，例えば図４の（ａ－３）に示す修復パターン４３について、図４の（ａ－１）のドット照射の１週目の修復に示すレイヤー１のドットパターン、次に、レイヤー１のドットパターンに、図４の（ａ－２）のドット照射の２週目の修復で追加したレイヤー２のドットパターンに分割する。更に、図４の（ａ－３）の内側の修復に示す、当該内部の連続したレイヤー３のドットパターン（内部の左側の上から下に照射、次に右隣りのドットの上から下に照射することを繰り返し、内部の右側にたどり着くまで繰り返し照射した連続のドットパターン）に分割する。

【0092】

Ｓ１３は、レイヤー毎に修復する。これは、Ｓ１２で分割したレイヤー毎、例えば図４の（ａ－１）のレイヤー１のドットパターン、（ａ－２）のレイヤー２で追加したドットパターン、（ａ－３）のレイヤー３の連続したドットパターン毎に、順次電子ビームを照射し、ガスを噴射して修復する。

【0093】

Ｓ１４は、最終的に修復すべきパターンが形成される。最終的に図４の（ａ－３）に示す修復パターン４３が修復されることとなる。ここでは、３回のレイヤー１，２，３の修復で全体の修復パターン４３が修復されることとなる。それぞれのレイヤーを形成する速度は最適な修復結果が得られるように別々に定めることが出来る。

【0094】

以上のように、図４の（ａ－１）から（ａ－３）の３レイヤーに分割して順次電子ビームを照射して修復することにより、修復パターン４３の周辺部分（エッジ部分）の修復が離散的に離れた位置のドットについて修復を行い、電子ビームのチャージによるドリフトを低減し、かつ新たな欠陥の発生を防止できる。以下詳細に説明する。

【0095】

（１） 図５はチャージによるドリフトに対してフォトマスク性能が大きく影響を受けるエッジ部分をチャージによるドリフトを低減して精密な修復を行い、チャージなどによるドリフトが多少生じても問題の無い内側は連続した修復を行った例を示す。

【0096】

（２）フォトマスクはエッジつまりパターン境界の位置や形状が性能に大きく影響する。エッジの位置がチャージによるドリフトによって移動してしまうと修復後のフォトマスクは本来の性能を出すことが出来なくなる。一方、エッジから遠く離れた内側は多少ドリフトが起こっても塗りつぶしているだけなのでフォトマスクの光学特性に対して影響は小さい。

【0097】

（３）チャージによるドリフトを低減することは非常に有効であるが、ドリフトをより小さくするためには間隔を大きく空け、ドット形成の時間間隔を長く取ることが必要である。全ての修復領域を行うとレイヤーの形成に無理が出たり、スループットが下がる可能性がある。これを解決するために、精度が必要な部分（例えば修復パターン４３のエッジ部分）をチャージによるドリフトを低減し、その内部を連続照射したものである。本実施例ではデポジションの例を示したが、エッチング等を行ってパターンを除去する場合にも同様に応用できる。

【0098】

図６は、本発明の説明図（その３）を示す。この図６は、フォトマスク１２上の目的とするライン（線分）の修復パターン４４を電子ビームで照射しつつガスを噴射して修復する際に、チャージによるドリフトを低減するために、ラインの両端のドットから交互に中点に向かって電子ビームを照射しつつ、ガスを噴射し、ラインを正確に修復する様子を模式的に示す。

【0099】

図６の（ａ）は従来の照射例を示し、図６の（ｂ）は本発明の照射例を示す。

【0100】

図６の（ａ）の従来の照射例は、ラインの修復パターン４４について、左端から右端までドット１，２，３，４，５，６の順番に電子ビームで照射しつつ、ガスを噴射してラインを修復する様子を模式的に示す。

【0101】

以上のように、ラインの修復パターン４４を左端から右端に向けて順次電子ビームで照射して修復すると、電子ビーム照射の位置から左側にチャージがたまり、右側にはチャージがなく、結果として、電子ビームの照射の位置が図示のドリフト量の方向、つまり、図示では右側にチャージによる電子ビームのドリフトが発生することとなる（チャージは負にチャージすると仮定する）。

【0102】

図６の（ｂ）の本発明の照射例は、ラインの修復パターン４４について、左端と、右端とから交互に中心に向かって順番に電子ビームで照射しつつ、ガスを噴射してラインを修復する様子を模式的に示す。ここでは、
・１点目はラインの左端
・２点目はラインの右端
・３点目はラインの右端から２番目
・４点目はラインの左端から２番目
・５点目はラインの左端から３番目
・６点目はラインの右端から３番目
という順番に電子ビームで照射しつつ、ガスを噴射してラインを修復する。

【0103】

以上のように、ラインの修復パターン４４を左端と、右端とから中心に向けて交互に順次電子ビームで照射して修復すると、電子ビーム照射の位置から左側にたまるチャージと、右側にたまるチャージとがほぼ対称となり、結果として、電子ビームの照射の位置のドリフトが発生しない、もしくは低減できることとなる（チャージは負、正のいずれにチャージしても同じである）。

【0104】

次に、図７のフローチャートを用いて図６の修復の動作を詳細に説明する。

【0105】

図７は、本発明の動作説明フローチャート（その３）を示す。これは、既述した図６の（ｂ）の動作説明フローチャートである。

【0106】

図７において、Ｓ３１は、照射順番を電界の影響を受けにくいように配列する。これは、既述した図６の（ｂ）のライン（線分）の修復パターン４４について、電子ビームの照射順番を電界の影響を受けにくいように配列、例えば図６の（ｂ）に示すように、ラインの修復パターン４４について、両端のドットから交互に、中心に向かって順番に配列する。

【0107】

Ｓ３２は、修復パターンの両端から内側に向かって交互に修復する。これは、Ｓ３１で配列した既述した図６の（ｂ）に示すようにライン（線分）の修復パターン４４について、両端から中心に向かった交互に図示のように電子ビームを照射しつつ、ガスを噴射してラインを修復する。

【0108】

以上により、ラインの修復パターン４４を両端のドットから中心に向かって交互に電子ビームで照射して修復することにより、電子ビームの照射点の左右に対称にチャージが発生し、中心ではキャンセルされ、チャージによる電子ビームのドリフトを無くし、あるいは低減し、正確なラインを修復することが可能となる。以下に説明する。

【0109】

（１）チャージを原因とする電子ビームの照射点のドリフトはチャージが電子ビームの軸に対して偏ってチャージすることにより生じる。例えば一次元の代表であるライン（線分）に沿って修復を行う場合、例えば従来の図６の（ａ)のように連続的に電子ビームを左から右に照射して修復を行う場合、電子ビームの着地点に対して常にフォトマスク表面のチャージは左側に沢山存在する。つまり、左側に沢山の負電荷がチャージするためそのチャージの影響を受けて電子ビームは右側（負にチャージした場合）にドリフトする。 逆に言えば、フォトマスク上にチャージが大量に蓄積したとしても電子ビームの着地点に対して対称性が維持されていれば、電子ビームは何も影響を受けないということになる。

【0110】

図８は、本発明の説明図(その４)を示す。この図８は、フォトマスク１２上の目的とする面（２次元図形）の修復パターン４５を電子ビームで照射しつつガスを噴射して修復する際に、チャージによるドリフトを低減するために、面の両端のドットから交互に中点に向かって電子ビームを照射しつつ、ガスを噴射し、面を正確に修復する様子を模式的に示す。

【0111】

図８の（ａ）は従来の照射例を示し、図８の（ｂ）は本発明の照射例を示す。

【0112】

図８の（ａ）の従来の照射例は、面の修復パターン４５について、当該面の１段目の左端を始点に、左端から右端まで電子ビームを照射し、次に、面の２段目、３段目と同様に、電子ビームを照射し、面を修復する様子を模式的に示す。

【0113】

以上のように、面の修復パターン４５の１段目の左端から右端に向けて電子ビームで照射し、同様に、２段目、３段目と電子ビームで照射して修復すると、電子ビーム照射の位置から左側と上側にチャージがたまり、右側と下側にはチャージがなく、結果として、電子ビームの照射の位置が図示のドリフト方向、つまり、図示では右下の方向にチャージによる電子ビームのドリフトが発生することとなる（チャージは負にチャージすると仮定する）。

【0114】

図８の（ｂ）の本発明の照射例は、面の修復パターン４５について、
・面の１段目の左端を１点目
・面の最下段（ここでは３段目）の右端を２点目
・面の最下段（ここでは３段目）の左端を３点目
・面の１段目の右端を４点目
以下同様、
という順番に電子ビームで照射しつつ、ガスを噴射して面を修復する。

【0115】

以上のように、面の修復パターン４５の１点目、２点目、３点目、４点目・・・という順番で電子ビームを照射して修復することにより、電子ビーム照射の位置から左側、上側、右側、下側にそれぞれたまるチャージがほぼ全方向（上、右、下、左の方向）に対称となり、結果として、電子ビームの照射の位置のドリフトが発生しない、もしくは低減できることとなる（チャージは負、正のいずれにチャージしても同じである）。
以上を言い換えると電子ビームを照射した際に生じるサンプル上の電荷分布が現在電子ビーム照射を行おうとする点に対して対称になるように電子ビーム照射を行うことに等しいことがわかる。

【0116】

図９は、本発明の動作説明フローチャート（その３)を示す。この図９は、修復に利用される修復パターン自身を基点に、各種ドリフトを補正する方法を示したものである。

【0117】

図９において、Ｓ４１は、最初に修復したレイヤーに存在するドットを基点とする。これは、修復パターンを形成するドットパターンを、複数のレイヤーのドットパターンに分割した場合、最初に修復したレイヤーのドットパターンに存在するユニークなドットパターンの部分を基点として選択する。

【0118】

Ｓ４２は、ドリフト補正する。これは、Ｓ４１で選択した、基点をもとに、レイヤーのドットパターンを順番に電子ビームで照射して修復する際に、取得した２次電子画像、反射電子画像のドリフト（単位時間当たりのドリフト量）を算出し、当該ドリフトがゼロになるように補正（例えば電子ビームを照射する位置を、図１の偏向器６に補正信号として供給して補正する。これにより、選択した基点を基準に、各種ドリフト（温度変化によるドリフト、チャージによるドリフトなど）を補正できる。

【0119】

Ｓ４３は、そのまま構造物として残る。これは、Ｓ４１で選択した最初のレイヤーのユニークなドットパターンを基点としたものであり、フォトマスクの修復後も構造物として残っても、フォトマスクに悪影響を与えるものではない。

【0120】

以上のように、最初に修復したレイヤー中のユニークなドットパターンを基点として選択し、この基点を基準に電子ビームの照射位置の補正を行うことにより、ドリフト（残余のチャージによるドリフト、更に、温度によるドリフトなど）を補正することが可能となる。以下詳細に説明する。

【0121】

（１）修復中に形成されるレイヤーのユニークなドットパターン（基準パターン）は、温度ドリフトを含めた種々のドリフト補正用の基準として用いることもできる。ドリフト補正用のパターンを新たに作製する必要がなく、フォトマスクの光学特性に悪影響を与えないようなパターンを選択する。また、基準パターンをどこに設置すべきかを予め計算して求める必要がある。また、修復パターンそのものがドリフト補正用の基準パターンとなるため従来のような光学特性や配置場所を考慮する必要が無い。

【0122】

（２） また、ピクセルドットをある間隔で形成していた場合、ドリフトが全くなければ修正途中で得られる２次電子画像や反射電子像はドットが均等に並んだものが得られる。ドリフトが生じると得られたドット画像にはドット間隔が一定ではないなど歪が生じるためドリフトが生じていることが分かる。この歪量を図１の偏向器６にフィードバックしてドットが一定間隔に成るように制御することでドリフトを補正できる。

【0123】

【図1】本発明の１実施例構成図である。

【図2】本発明の説明図（その１）である。

【図3】本発明の動作説明フローチャート（その１）である。

【図4】本発明の説明図（その２）である。

【図5】本発明の動作説明フローチャート（その２）である。

【図6】本発明の説明図（その３）である。

【図7】本発明の動作説明フローチャート（その３）である。

【図8】本発明の説明図（その４）である。

【図9】本発明の動作説明フローチャート（その３）である。

【符号の説明】

【0124】

１：コラム
２：電子銃
３：ブランキング電極
４：Ｕ－ＭＣＰ
５：Ｄ－ＭＣＰ
６：偏向器
７：対物レンズ
８：差動排気装置
９：輻射熱シールド
１０：ノズル
１１：Ｚセンサー
１２：フォトマスク
１３：加熱・冷却コントローラ
１４：支持台
１５：温度センサー
１６：ＸＹＺステージ
１７：ＴＭＰ
１８：ドライポンプ
１９：コントローラ
２０：除振装置
２１：試料室
２２：ガス温度調整装置
２３：ガスコントローラ
３１：高圧電源
３２：ＢＬコントローラ
３３：反射信号処理装置
３４：２次信号処理装置
３５：偏向制御装置
３６：ステージ位置制御装置
３７：ＰＣ
３８：表示装置
４１から４５：修復パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】