JPH0429052B2 - - Google Patents
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- JPH0429052B2 JPH0429052B2 JP1117302A JP11730289A JPH0429052B2 JP H0429052 B2 JPH0429052 B2 JP H0429052B2 JP 1117302 A JP1117302 A JP 1117302A JP 11730289 A JP11730289 A JP 11730289A JP H0429052 B2 JPH0429052 B2 JP H0429052B2
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマスク等の特に1.5μ以下の微細な回路
パターンを有する被加工物をイオンビームによつ
て修正加工するイオンビーム加工装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion beam processing apparatus for modifying a workpiece, such as a mask, having a particularly fine circuit pattern of 1.5 μm or less using an ion beam.
近年、半導体集積回路(IC)は微細化、高集
積化が著しく進み、配線パターンの寸法は3μか
ら2μへと移行しつつあり、数年後には1〜1.5μパ
ターンの実現が予測されている。
In recent years, semiconductor integrated circuits (ICs) have become significantly smaller and more highly integrated, and the wiring pattern dimensions are moving from 3μ to 2μ, and it is predicted that 1 to 1.5μ patterns will be realized in a few years. .
第1図aに、フオトマスクの断面を示す。 FIG. 1a shows a cross section of the photomask.
この図に示されるフオトマスクは、ガラス基板
1の上にクロムなどの金属材料、酸化鉄などの金
属化合物材料等、露光用の光に対して、透過率の
低い材料の薄膜(厚さ数100〜数1000Å)を蒸着
してフオトエツチング技術により所望のパターン
2に形成されている。ここで、寸法Aはパターン
の間隔、寸法Bはパターンの幅である。 The photomask shown in this figure consists of a thin film (with a thickness of several hundred to A desired pattern 2 is formed by photo-etching. Here, dimension A is the interval between patterns, and dimension B is the width of the patterns.
第1図bは、さらに微細な配線パターンの形成
に用いられるX線露光用マスクの断面を示す。 FIG. 1b shows a cross section of an X-ray exposure mask used for forming even finer wiring patterns.
この図に示されるマスクは、Siの支持基板3に
支えられ厚さ数μのパリレン4上に、厚さ200Å
程度のCr薄膜5を有し、その上にX線に対する
吸収の大きいAu6の数1000Åの膜によりパターン
が形成されている。Au6の上部にある厚さ約1000
ÅのCr7は、Au6をエツチングしてパターンを形
成する際のマスクとなるよう、リフトオフ法によ
り形成されたものである。 The mask shown in this figure is supported by a Si supporting substrate 3 and is placed on a parylene 4 with a thickness of several microns and has a thickness of 200 Å.
A pattern is formed on the Cr thin film 5 of about 100 Å in thickness, with a thickness of several 1000 Å made of Au6, which has a high absorption of X-rays. Approximately 1000 thick on top of Au6
Cr7 of Å was formed by lift-off method to serve as a mask when etching Au6 to form a pattern.
第2図は、これらのマスクの一部を上から見た
図である。 FIG. 2 is a top view of a portion of these masks.
この図に示されるマスクは、ガラス基板8の上
に配線パターン9が形成されており、この配線パ
ターン9はたとえば金属Crの薄膜により形成さ
れている。このようなマスクには、符号10,1
1,12で示される欠陥が、パターン形成工程で
発生するのが普通である。これは、主としてフオ
トエツチング工程における異物の介在による。符
号10,11は、黒点欠陥と呼ばれ、金属Crが
本来存在してはならない場所に存在するものであ
る。符号12は、白点欠陥と呼ばれ、本来存在す
べき場所の金属Crが欠落したものである。この
ような欠陥のあるフオトマスクをそのまま使用す
れば、この欠陥がそのままウエハー上の素子パタ
ーンに転写され、ICの不良を生じる。前記2種
の欠陥のうち、黒点欠陥の方が数が多い。 In the mask shown in this figure, a wiring pattern 9 is formed on a glass substrate 8, and this wiring pattern 9 is formed of, for example, a thin film of metal Cr. Such a mask has the symbol 10,1
Defects indicated by 1 and 12 usually occur during the pattern forming process. This is mainly due to the presence of foreign matter in the photoetching process. Symbols 10 and 11 are called black spot defects, and metal Cr exists in places where it should not originally exist. Reference numeral 12 is called a white spot defect, in which metal Cr is missing where it should originally exist. If a photomask with such defects is used as is, these defects will be directly transferred to the element patterns on the wafer, resulting in defective ICs. Among the two types of defects, black spot defects are more numerous.
第3図は、前述のごときマスクの欠陥検査装置
の従来例を示し、第4図は該装置の2値化回路の
機能を示す。 FIG. 3 shows a conventional example of the mask defect inspection apparatus as described above, and FIG. 4 shows the function of the binarization circuit of the apparatus.
前記第3図に示される装置において、検査すべ
きマスク13はXYテーブル14の上に固定され
る。そして、光源15から出た光は光フアイバ1
6により導かれてマスク13を下方から照射す
る。この透過光照明のもとで、対物レンズ17は
マスクパターンの像を光学素子18,19,20
をへて微小な光電変換素子を一列に配置したリニ
アイメージセンサ21の上へ結像する。 In the apparatus shown in FIG. 3, the mask 13 to be inspected is fixed on an XY table 14. The light emitted from the light source 15 is transmitted through the optical fiber 1
6, the mask 13 is irradiated from below. Under this transmitted light illumination, the objective lens 17 transfers the image of the mask pattern to the optical elements 18, 19, 20.
The image is then formed onto a linear image sensor 21 in which minute photoelectric conversion elements are arranged in a row.
このリニアイメージセンサ21の出力は、2値
化回路23に入れられて2値化される。すなわち
第4図aのごときリニアイメージセンサ21の出
力を、任意に設定された出力レベルhよりも高い
か低いかによつて、第4図bのごとく、0レベル
と1レベルとから成るデイジタル信号に置換す
る。これは、マスクパターン像をとらえたリニア
イメージセンサ21からの電気的出力が、光学
的、電気的、その他の要因によつて影響を受け、
S/N比が悪くなつているのを改善するためであ
る。 The output of this linear image sensor 21 is input to a binarization circuit 23 and binarized. That is, the output of the linear image sensor 21 as shown in Fig. 4a is converted into a digital signal consisting of 0 level and 1 level as shown in Fig. 4b, depending on whether it is higher or lower than an arbitrarily set output level h. Replace. This is because the electrical output from the linear image sensor 21 that captures the mask pattern image is affected by optical, electrical, and other factors.
This is to improve the deterioration of the S/N ratio.
XYテーブル14は、制御装置で制御される駆
動モータによりリニアイメージセンサ21の配列
の方向と垂直に移動する。したがつて、2値化回
路23からの出力はマスクパターンの像を2次元
的に走査するものとなる。 The XY table 14 is moved perpendicular to the direction in which the linear image sensors 21 are arranged by a drive motor controlled by a control device. Therefore, the output from the binarization circuit 23 scans the image of the mask pattern two-dimensionally.
一方、磁気テープ24に貯えられる正確な原パ
ターンの情報は、一旦高速の読み出しが可能な磁
気デイスク25に保存される。XYテーブル14
の位置は、刻々リニアエンコーダ26,27によ
り読み取られ、対応する場所における磁気デイス
ク25からの原パターンの情報と2値化回路出力
との比較が比較回路28において行われる。 On the other hand, accurate original pattern information stored on the magnetic tape 24 is temporarily stored on a magnetic disk 25 that can be read at high speed. XY table 14
The position of is read every moment by linear encoders 26 and 27, and a comparison circuit 28 compares the original pattern information from the magnetic disk 25 at the corresponding location with the output of the binarization circuit.
このようにして、原パターンとは異なつたパタ
ーン、すなわち欠陥の位置が欠陥位置配線回路2
9によつてカセツトテープ30に記録される。 In this way, a pattern different from the original pattern, that is, the defect position is changed to the defect location wiring circuit 2.
9 is recorded on the cassette tape 30.
第5図は、以上のようにして見出されたマスク
の欠陥のレーザによる修正装置の従来例を示す。 FIG. 5 shows a conventional example of a device for correcting mask defects found as described above using a laser.
この装置では、レーザ発振器31から出たレー
ザビーム32は反射ミラー33により反射され、
アパーチヤ(矩形開口)47を介し半透過ミラー
34を通過した後、レンズ35により集光され、
微動載物台36の上に設置されたマスク37の欠
陥38に照射されてこれを除去する。 In this device, a laser beam 32 emitted from a laser oscillator 31 is reflected by a reflection mirror 33,
After passing through the semi-transparent mirror 34 through the aperture (rectangular opening) 47, the light is focused by the lens 35,
The defect 38 of the mask 37 placed on the fine movement stage 36 is irradiated and removed.
修正中、ハーフミラー39、照明ランプ40、
凹面ミラー41、コンデンサレンズ42から成る
照明光学系により、試料であるマスク37の表面
を照明する。 Under modification, half mirror 39, lighting lamp 40,
An illumination optical system consisting of a concave mirror 41 and a condenser lens 42 illuminates the surface of the mask 37, which is a sample.
ここで欠陥の位置出しについては、第3図に示
される欠陥検査装置により欠陥位置の情報を記録
したカセツトテープ45からの情報に基づいて載
物台36の駆動制御装置46によつて欠陥位置が
接眼レンズ43,44の視野の中に入るように、
マスクを載せた載物台36が移動した後、観察し
ながら載物台36を微動させることによつて行
う。 Here, regarding the positioning of the defect, the defect position is determined by the drive control device 46 of the stage 36 based on the information from the cassette tape 45 on which the defect position information is recorded by the defect inspection device shown in FIG. so as to enter the field of view of the eyepieces 43 and 44,
After the stage 36 on which the mask is placed moves, the stage 36 is moved slightly while being observed.
以上説明したマスクの欠陥検査・修正に関する
従来技術には、次のような欠点がある。すなわ
ち、
(1) 欠陥の検査を光学的な方法によつて行つてい
るため、光の回折限界以下の分解能をうること
は不可能であり、実用的な分解能はおよそ0.5μ
が限界であると考えられる。したがつてVLSI
等の微細パターンの、0.5μ以下の欠陥を検査す
ることはできない。
The conventional techniques related to mask defect inspection and correction described above have the following drawbacks. In other words, (1) Since defect inspection is performed using an optical method, it is impossible to obtain a resolution below the diffraction limit of light, and the practical resolution is approximately 0.5μ.
is considered to be the limit. Therefore, VLSI
It is not possible to inspect defects smaller than 0.5μ in fine patterns such as
(2) 欠陥の除去修正をレーザ装置により行つてい
るため、レーザ光の集光限界以下の精度で除去
修正を行うことは困難である。実用的な除去修
正精度は、0.5μが限界と考えられるため、1.5μ
以下のVLSIの微細パターンの修正には適さな
い。(2) Since defect removal and correction is performed using a laser device, it is difficult to perform removal and correction with an accuracy below the focusing limit of the laser beam. Practical removal correction accuracy is considered to be at the limit of 0.5μ, so 1.5μ
It is not suitable for modifying the following VLSI fine patterns.
(3) 欠陥の検査と修正とを別々の装置によつて行
つているため、装置が高価となり、工数も増え
ている。特に、位置検出−位置決めを繰り返す
ため、この部分の機構と工程が重複し、無駄で
ある。(3) Since defect inspection and correction are performed using separate equipment, the equipment becomes expensive and the number of man-hours increases. In particular, since position detection and positioning are repeated, the mechanism and process of this part are redundant, which is wasteful.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決す
べく、微細な回路パターンを有する被加工物につ
いて0.5μm以下の分解能でもつて0.5μm以下の微
細な加工を行うことができるようにしたイオンビ
ーム加工装置を提供することにある。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an ion beam capable of performing fine processing of 0.5 μm or less with a resolution of 0.5 μm or less on a workpiece having a fine circuit pattern. Our goal is to provide processing equipment.
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、
高輝度イオン源と、該高輝度イオン源から高輝度
イオンビームを引出す引出し電極と、該引出し電
極から引き出された高輝度イオンビームを微細回
路パターンを有する被加工物上に0.5μm以下のス
ポツトにして集束する静電レンズと、該静電レン
ズで集束される集束イオンビームを偏向させる偏
向電極と、上記高輝度イオンビームの上記微細回
路パターンを有する被加工物への照射・停止を行
うブランキング電極と、上記静電レンズにより
0.5μm以下に集束して偏向電極により走査される
イオンビームスポツトにより上記微細回路パター
ンを有する被加工物から発生する2次荷電粒子を
検出する2次荷電粒子検出器と、該2次荷電粒子
検出器から得られる2次荷電粒子信号に基づいて
被加工物上の修正個所のSIM像を形成して観察す
る観察手段と、該観察手段により被加工物上の修
正個所のSIM像を形成する際と0.5μm以下のイオ
ンビームスポツトを上記修正個所に限定して照射
して加工する際とで0.5μm以下のイオンビームス
ポツトの走査域を変更すべく上記偏向電極を制御
する制御手段とを備えたことを特徴とするイオン
ビーム加工装置である。
That is, in order to achieve the above object, the present invention has the following features:
A high-brightness ion source, an extraction electrode for extracting a high-brightness ion beam from the high-brightness ion source, and a spot of 0.5 μm or less for the high-brightness ion beam extracted from the extraction electrode on a workpiece having a fine circuit pattern. an electrostatic lens that focuses the focused ion beam, a deflection electrode that deflects the focused ion beam that is focused by the electrostatic lens, and a blanking member that controls and stops the irradiation of the high-intensity ion beam to the workpiece having the fine circuit pattern. By the electrode and the above electrostatic lens
a secondary charged particle detector that detects secondary charged particles generated from the workpiece having the fine circuit pattern using an ion beam spot focused to 0.5 μm or less and scanned by a deflection electrode; an observation means for forming and observing a SIM image of a repaired part on a workpiece based on a secondary charged particle signal obtained from a device; and a control means for controlling the deflection electrode in order to change the scanning area of the ion beam spot of 0.5 μm or less when processing by irradiating the ion beam spot of 0.5 μm or less to the repaired area. This is an ion beam processing device characterized by the following.
上記構成により、被加工物にダメージを与える
ことなく修正個所を検出することができ、微細な
回路パターンに対して微細な修正作業を正確に行
うことができる。
With the above configuration, it is possible to detect a correction point without damaging the workpiece, and it is possible to accurately perform fine correction work on a fine circuit pattern.
以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.
第6図は、本発明方法を実施するための、マス
クの欠陥検査・修正装置の一例を示す。 FIG. 6 shows an example of a mask defect inspection/correction apparatus for carrying out the method of the present invention.
この第6図において、架台47にはエアサーボ
48により防震措置が講じられており、前記架台
47の上に真空容器49が設置されている。 In FIG. 6, the pedestal 47 is provided with anti-seismic measures using an air servo 48, and a vacuum container 49 is installed on the pedestal 47.
前記真空容器49には、下半部に試料室50が
設けられ、その側部に試料交換室51が設けられ
ている。真空容器49の上半部と試料室50間は
ゲートバルブ52により仕切られ、試料室50と
試料交換室51とは他のゲートバルブ53により
仕切られている。また、真空容器49には真空引
き手段が連結されている。 A sample chamber 50 is provided in the lower half of the vacuum container 49, and a sample exchange chamber 51 is provided on the side thereof. The upper half of the vacuum container 49 and the sample chamber 50 are partitioned off by a gate valve 52, and the sample chamber 50 and the sample exchange chamber 51 are partitioned off by another gate valve 53. Further, the vacuum container 49 is connected to a vacuum evacuation means.
前記真空引き手段は、真空容器49の上半部側
と試料室50と試料交換室51とに接続された真
空パイプ54,55,56、オイルロータリポン
プ57、オイルトラツプ58、イオンポンプ5
9、ターボ分子ポンプ60およびバルブ61,6
2,63,64とを有し、前記真空容器49内と
試料室50と試料交換室51とを10-5torr以下の
真空に排気しうるようになつている。 The evacuation means includes vacuum pipes 54, 55, 56 connected to the upper half of the vacuum container 49, the sample chamber 50, and the sample exchange chamber 51, an oil rotary pump 57, an oil trap 58, and an ion pump 5.
9, turbo molecular pump 60 and valves 61, 6
2, 63, and 64, so that the inside of the vacuum container 49, the sample chamber 50, and the sample exchange chamber 51 can be evacuated to a vacuum of 10 -5 torr or less.
前記架台47上の試料室50には、載物台65
が設置され、該載物台65の上に試料台70が載
置され、その上にマスクである試料74が設置さ
れるようになつている。また、試料台70には引
き出し具70′が付設されている。 In the sample chamber 50 on the pedestal 47, there is a stage 65.
is installed, a sample stand 70 is placed on the stage 65, and a sample 74 serving as a mask is placed on top of the sample stand 70. Further, the sample stage 70 is provided with a drawer 70'.
前記載物台65は、回転導入端子71,72,
73を介して試料室50の外部からX方向駆動モ
ータ66、Y方向駆動モータ67、Z方向微動マ
イクロメータ68およびθ方向(回転)移動リン
グ69により、X,Y方向の移動、Z方向および
水平面内の回転角の微調整を行いうるように構成
されている。前記X,Y駆動モータ66,67、
Z方向微動マイクロメータ68およびθ方向移動
リング69は、制御装置103に接続され、これ
により制御されるようになつている。 The document stand 65 has rotation introduction terminals 71, 72,
73 from the outside of the sample chamber 50 by an X-direction drive motor 66, a Y-direction drive motor 67, a Z-direction fine movement micrometer 68, and a θ-direction (rotation) movement ring 69. It is configured to allow fine adjustment of the rotation angle within. the X, Y drive motors 66, 67;
The Z-direction fine movement micrometer 68 and the θ-direction moving ring 69 are connected to and controlled by the control device 103.
前記真空容器49の内部には、上方より載物台
65方向に向かつて順次、高輝度イオン源である
液体金属イオン源75と、コントロール(バイア
ス)電極76と、イオンビーム78の引き出し電
極77と、アパーチヤ(円形開口)79およびマ
イクロメータ付アパーチヤ(矩形開口)106
と、静電レンズ80,81,82と、ブランキン
グ電極83と、アパーチヤ79′と、X,Y方向
の偏向電極84,85と、2次荷電粒子検出器9
5とが設けられている。 Inside the vacuum container 49, a liquid metal ion source 75, which is a high-brightness ion source, a control (bias) electrode 76, and an extraction electrode 77 for an ion beam 78 are arranged in order from above toward the stage 65. , an aperture (circular opening) 79 and an aperture with a micrometer (rectangular opening) 106
, electrostatic lenses 80, 81, 82, blanking electrode 83, aperture 79', deflection electrodes 84, 85 in the X and Y directions, and secondary charged particle detector 9.
5 is provided.
前記液体金属イオン源75のフイラメントは、
電源86に接続され、該電源86により加熱され
る。 The filament of the liquid metal ion source 75 is
It is connected to a power source 86 and heated by the power source 86 .
前記コントローラ電極76は、電源87に接続
され、液体金属イオン源75のフイラメントに設
けられたチツプの先端付近に、低い正負の電圧を
印加して電流を制御する。 The controller electrode 76 is connected to a power source 87 and controls the current by applying a low positive and negative voltage near the tip of the chip provided in the filament of the liquid metal ion source 75.
前記引き出し電極77は、電源88に接続さ
れ、液体金属イオン源75のフイラメントに電流
を流して加熱したうえで10-5torr以下の真空中に
おいて電源88により引き出し電極77に数KV
〜数10KVの負の電圧を印加すると、前記フイラ
メントに設けられたチツプの先端よりイオンビー
ム78が引き出される。 The extraction electrode 77 is connected to a power source 88, and after heating the filament of the liquid metal ion source 75 by passing a current through it, the extraction electrode 77 is heated with several KV by the power source 88 in a vacuum of 10 -5 torr or less.
When a negative voltage of up to several tens of kilovolts is applied, an ion beam 78 is extracted from the tip of the chip provided on the filament.
前記アパーチヤ79は、引き出されたイオンビ
ーム78の中央部分を取り出す。 The aperture 79 extracts the central portion of the extracted ion beam 78.
前記静電レンズ80,81は、電源89,90
に接続され、これらの静電レンズ80,81とそ
の下方に設置された静電レンズ83とで、前記ア
パーチヤ79により取り出されたイオンビーム7
8を0.5μφ以下の微細な領域に集束する。 The electrostatic lenses 80 and 81 are powered by power sources 89 and 90.
The ion beam 7 extracted by the aperture 79 is connected to the electrostatic lenses 80 and 81 and the electrostatic lens 83 installed below.
8 into a minute area of 0.5μφ or less.
前記ブランキング電極83は、電源92に接続
され、きわめて速い速度でイオンビーム78を走
査し、アパーチヤ79′の外側へ外し、試料74
へのイオンビームの照射を高速で停止させる。 The blanking electrode 83 is connected to a power source 92 and scans the ion beam 78 at a very high speed to remove the ion beam 78 to the outside of the aperture 79'.
The ion beam irradiation is stopped at high speed.
前記偏向電極84,85は、電源93に接続さ
れ静電レンズ80,81,82で集束されたイオ
ンビーム78にX,Y方向の偏向を与え、試料7
4の表面にスポツト78′を結ばせる。 The deflection electrodes 84 and 85 are connected to a power source 93 and deflect the ion beam 78 focused by the electrostatic lenses 80, 81, and 82 in the X and Y directions.
A spot 78' is connected to the surface of 4.
前記2次荷電粒子検出器95は、試料室50に
配置され、資料74にイオンビーム78が照射さ
れたとき、資料74から発生する2次荷電粒子で
ある2次電子または2次イオンを受け止め、その
強度を電流に変換し、その出力をSIM観察装置9
6に送入するようになつている。 The secondary charged particle detector 95 is arranged in the sample chamber 50 and receives secondary electrons or secondary ions, which are secondary charged particles, generated from the material 74 when the material 74 is irradiated with the ion beam 78, The intensity is converted into electric current, and the output is converted into SIM observation device 9.
6 is scheduled to be sent.
前記液体金属イオン源75のフイラメント用の
電源86と、コントロール電極用の電源87と引
き出し電極用の電源88と静電レンズ用の電源8
9,90とは、数10KVの高圧電源91に接続さ
れている。また、前記ブランキング電極用の電源
92と偏向電極用の電源93とは、制御装置94
に接続され、一定のパターンに従つてイオンビー
ム78を走査させるようになつている。 A power source 86 for the filament of the liquid metal ion source 75, a power source 87 for the control electrode, a power source 88 for the extraction electrode, and a power source 8 for the electrostatic lens.
9 and 90 are connected to a high voltage power source 91 of several tens of kilovolts. Further, the power supply 92 for the blanking electrode and the power supply 93 for the deflection electrode are connected to a control device 94.
The ion beam 78 is connected to the ion beam 78 to scan the ion beam 78 according to a certain pattern.
前記偏向電極用の電源93と2次荷電粒子検出
器95とは、SIM観察装置96に接続されてい
る。このSIM観察装置96は、偏向電極用の電源
93からのイオンビーム78のX,Y方向の偏向
量に関する信号を受け、これと同期させてブラウ
ン管97の輝点を走査し、かつその輝点の輝度と
2次荷電粒子検出器95からの電流強度に応じて
変化させることにより、試料74の各点における
2次電子放出能に応じた試料の像をうるという
SIM(Scanning Ion Microscope:走査型イオン
顕微鏡)の機能によつて試料面の拡大観察を行い
うるように構成されており、その情報を試料74
の検査装置に送入するようになつている。 The power source 93 for the deflection electrode and the secondary charged particle detector 95 are connected to a SIM observation device 96. This SIM observation device 96 receives a signal regarding the amount of deflection of the ion beam 78 in the X and Y directions from a power source 93 for the deflection electrode, scans a bright spot on a cathode ray tube 97 in synchronization with the signal, and scans the bright spot of the cathode ray tube 97. By changing the brightness and the current intensity from the secondary charged particle detector 95, an image of the sample corresponding to the secondary electron emission ability at each point of the sample 74 is obtained.
It is configured to enable magnified observation of the sample surface using the SIM (Scanning Ion Microscope) function, and the information is transmitted to the sample 74.
It is designed to be sent to the inspection equipment of
前記試料74の検査装置は、メモリコープ98
と比較回路99と磁気デイスク100とを備えて
いる。前記メモリスコープ98は、2次荷電粒子
検出器95からの信号に基づくSIM観察装置96
の画像を一緒に記録する。前記磁気デイスク10
0には磁気テープ101を通じて原パターンの情
報が格納される。そして、前記比較回路99は載
物台65の制御装置103からの画像位置の情報
に基づいて、該情報に対応する位置における試料
74のパターンの画像をメモリスコープ98から
引き出し、原パターンの情報を磁気デイスク10
0から引き出して両パターンを比較し、両パター
ンが不一致のとき、欠陥有りと判定する。 The inspection device for the sample 74 is a memory cop 98.
, a comparison circuit 99 , and a magnetic disk 100 . The memory scope 98 is a SIM observation device 96 based on signals from the secondary charged particle detector 95.
Record the images together. The magnetic disk 10
Information on the original pattern is stored in 0 through the magnetic tape 101. Based on the image position information from the control device 103 of the stage 65, the comparison circuit 99 extracts the image of the pattern of the sample 74 at the position corresponding to the information from the memory scope 98, and extracts the information of the original pattern. magnetic disk 10
The pattern is drawn from 0 and compared, and when the patterns do not match, it is determined that there is a defect.
前記試料74の検査装置には制御系102が接
続され、該制御系102には前記高圧電源91と
制御装置94とが接続されている。そして、この
制御系102は高圧電源91と制御装置94とに
接続された電源を、試料74の観察および欠陥検
査時には小電流、低加速電圧、広い走査域のイオ
ンビーム取り出し条件に切り換え、試料74のパ
ターンの欠陥を検出後、該欠陥の除去・修正時に
は大電流、高加速電圧、狭走査域のイオン取り出
し条件に切り換え制御しうるように構成されてい
る。 A control system 102 is connected to the testing device for the sample 74, and the high voltage power supply 91 and the control device 94 are connected to the control system 102. The control system 102 switches the power supply connected to the high-voltage power supply 91 and the control device 94 to the ion beam extraction conditions of low current, low accelerating voltage, and wide scanning range during observation and defect inspection of the sample 74. After detecting a pattern defect, when removing or correcting the defect, the ion extraction conditions can be switched to large current, high accelerating voltage, and narrow scanning area.
なお、第6図中104,105はそれぞれ第3
図におけるリニアエンコーダ26,27に相当す
るものである。 In addition, 104 and 105 in Fig. 6 are the third
This corresponds to the linear encoders 26 and 27 in the figure.
次に、前記実施例のマスクの欠陥検査・修正装
置の作用に関連して、本発明方法を説明する。 Next, the method of the present invention will be explained in relation to the operation of the mask defect inspection/correction apparatus of the above embodiment.
試料室50へ試料74を入れる前に、真空引き
手段により真空容器49全体の真空引きを行う。 Before introducing the sample 74 into the sample chamber 50, the entire vacuum container 49 is evacuated by the vacuum evacuation means.
ついで、試料台70に付設された引き出し具7
0′を介して試料台70を試料交換室51に引き
出し、ゲートバルブ53を閉じ、試料交換室51
の扉を開き、試料台70上にマスクである試料7
4を設置し、試料交換室51の予備排気を行つて
から試料室50に入れ、載物台65の定位置に試
料台70を載置し、制御装置103によりX,Y
方向駆動モータ66,67を作動させ、載物台6
5を試料74の検査スタート位置に移動調整し、
さらにZ方向微動マイクロメータ68とθ方向移
動リング69とを作動させ、Z方向および水平面
に対する回転角を微調整する。 Next, the drawer 7 attached to the sample stage 70
0' to the sample exchange chamber 51, close the gate valve 53, and close the sample exchange chamber 51.
Open the door and place the sample 7, which is a mask, on the sample stage 70.
4, pre-evacuate the sample exchange chamber 51, place the sample in the sample chamber 50, place the sample table 70 at the fixed position on the stage 65, and control the
The direction drive motors 66 and 67 are operated to move the stage 6.
5 to the inspection start position of sample 74,
Further, the Z direction fine movement micrometer 68 and the θ direction moving ring 69 are operated to finely adjust the rotation angle with respect to the Z direction and the horizontal plane.
次に、制御系102により高圧電極91および
制御装置94を切り換え、各電極86〜90,9
2,93を試料74の観察および欠陥検査時に適
する小電流、低加速電圧、広い走査域のイオンビ
ーム取り出し条件にセツトしたうえで、試料74
の観察および欠陥検査に入る。 Next, the control system 102 switches the high voltage electrode 91 and the control device 94, and each electrode 86 to 90, 9
After setting the ion beam extraction conditions of small current, low accelerating voltage, and wide scanning range on the sample 74 for observation and defect inspection of the sample 74,
observation and defect inspection.
そして、電源86により液体金属イオン源75
のフイラメントに電流が供給されて加熱され、
10-5torr以下の真空中で、電源88により引き出
し電極77に数KV〜数10KVの負の電圧が印加
されると、液体金属イオン源75のフイラメント
に設けられたチツプの先端の極めて狭い領域から
イオンビーム78が引き出される。このイオンビ
ーム78の引き出し時において、電源87を通じ
てコントロール電極76から液体金属イオン源7
5のフイラメントの先端付近に低い正負の電圧を
印加し、電流を制御する。 Then, the liquid metal ion source 75 is powered by the power source 86.
A current is supplied to the filament of the
When a negative voltage of several KV to several tens of KV is applied to the extraction electrode 77 by the power supply 88 in a vacuum of 10 -5 torr or less, an extremely narrow area at the tip of the chip provided on the filament of the liquid metal ion source 75 is applied. An ion beam 78 is extracted from. When extracting the ion beam 78, the control electrode 76 is connected to the liquid metal ion source 7 through the power supply 87.
A low positive and negative voltage is applied near the tip of the filament No. 5 to control the current.
前記液体金属イオン源75から引き出されたイ
オンビーム78は、アパーチヤ79によりその中
央部分のみが取り出され、さらに電源89,90
を通じて電圧が印加される静電レンズ80,81
と他の静電レンズ82とにより0.5μφ以下のスポ
ツト78′になるように集束され、電源93から
電圧が印加されて作動する偏向電極84,85に
よりX,Y方向に偏向され、試料74の表面にス
ポツト78′が結ばれ、試料74の表面にイオン
ビーム78が照射される。 The ion beam 78 extracted from the liquid metal ion source 75 has only its central portion taken out by an aperture 79, and is further connected to power sources 89 and 90.
Electrostatic lenses 80, 81 to which a voltage is applied
and another electrostatic lens 82 to form a spot 78' of 0.5 μφ or less, and is deflected in the X and Y directions by deflection electrodes 84 and 85 activated by voltage applied from a power source 93. A spot 78' is formed on the surface, and the surface of the sample 74 is irradiated with an ion beam 78.
前述のごとく、試料74の表面にイオンビーム
78を照射すると、試料74から2次荷電粒子が
発生する。この2次荷電粒子である2次電子また
は2次イオンは、2次荷電粒子検出器95により
受け止められ、その強度が電流に変換されてSIM
観察装置96に送入される。 As described above, when the surface of the sample 74 is irradiated with the ion beam 78, secondary charged particles are generated from the sample 74. These secondary charged particles, such as secondary electrons or secondary ions, are received by the secondary charged particle detector 95, and their intensity is converted into an electric current and the SIM
It is sent to the observation device 96.
また、SIM観察装置96は偏向電極用の電源9
3からイオンビーム78のX,Y方向の偏向量に
関する信号を受け、これと同期させてブラウン管
97の輝点を走査し、かつその輝点の輝度を2次
荷電粒子検出器95からの電流強度に応じて変化
させることにより、試料74の各点における試料
の像を得て試料面の拡大観察を行う。 The SIM observation device 96 also includes a power source 9 for the deflection electrode.
3 receives a signal regarding the amount of deflection of the ion beam 78 in the X and Y directions, scans a bright spot on the cathode ray tube 97 in synchronization with the signal, and compares the brightness of the bright spot with the current intensity from the secondary charged particle detector 95. By changing the angle according to the angle, an image of the sample 74 is obtained at each point, and the sample surface is observed under magnification.
ついで、SIM観察装置96で得られた試料74
の画像を、試料74の検査装置のメモリスコープ
98に記録する。 Next, the sample 74 obtained with the SIM observation device 96
The image is recorded in the memory scope 98 of the inspection device for the sample 74.
次に、試料74の検査装置の比較回路99にお
いて、メモリスコープ98から試料74の画像を
取り出し、載物台65の駆動系の制御装置103
からの画像位置情報に基づき、磁気デイスク10
0に格納されている原パターンの情報中より前記
試料74の画像に対応する位置のパターンの情報
を取り出し、前記試料74の画像と原パターンの
情報とを比較し、両者が不一致のときに欠陥有り
と判定する。 Next, in the comparison circuit 99 of the inspection device for the sample 74, the image of the sample 74 is taken out from the memory scope 98, and the control device 103 of the drive system of the stage 65
Based on the image position information from the magnetic disk 10
The information on the pattern at the position corresponding to the image of the sample 74 is extracted from the information on the original pattern stored in 0, the image of the sample 74 and the information on the original pattern are compared, and if the two do not match, it is determined to be a defect. It is determined that there is.
このように、0.5μφ以下のイオンビーム78の
走査による2次電子像または2次イオン像を用い
ることによつて0.5μ以下のパターンの欠陥を検査
することができる。 In this way, by using the secondary electron image or the secondary ion image obtained by scanning the ion beam 78 with a diameter of 0.5μ or less, it is possible to inspect defects in patterns of 0.5μ or less.
試料74の観察、検査後は、ブランキング電極
83を作動させ、きわめて速い速度でイオンビー
ム78を走査させ、アパーチヤ79′の外側に外
し試料74へのイオンビーム78の照射を高速で
停止させる。 After observing and inspecting the sample 74, the blanking electrode 83 is activated, the ion beam 78 is scanned at an extremely high speed, and the ion beam 78 is removed outside the aperture 79', and the irradiation of the ion beam 78 onto the sample 74 is stopped at high speed.
前記試料74の検査装置の比較回路99により
試料74のパターン中に欠陥を検出したときは、
制御系102を修正に適する大電流、高加速電
圧、狭い走査域のイオンビーム78の取り出し条
件に切り換え、液体金属イオン源75から大電流
のイオンビーム78を取り出し、コントロール電
極76により高加速電圧を与え、静電レンズ8
0,81,82により0.5μφ以下のイオンビーム
78のスポツトに集束しかつ偏向電極84,85
により走査範囲を限定し、パターンの欠陥位置に
イオンビーム78を照射し、スパツタリング除去
により欠陥を修正する。また、前記イオンビーム
78を欠陥位置に結像投影させてスパツタリング
除去するようにしてもよい。 When a defect is detected in the pattern of the sample 74 by the comparison circuit 99 of the inspection device for the sample 74,
The control system 102 is switched to the conditions for extracting the ion beam 78 of large current, high accelerating voltage, and narrow scanning area suitable for correction, the large current ion beam 78 is extracted from the liquid metal ion source 75, and the high accelerating voltage is applied by the control electrode 76. give, electrostatic lens 8
0,81,82 to focus the ion beam 78 on a spot of 0.5μφ or less and deflection electrodes 84,85.
The scanning range is limited, the ion beam 78 is irradiated to the defect position of the pattern, and the defect is corrected by sputtering removal. Alternatively, the ion beam 78 may be imaged and projected onto the defect position to remove the defect by sputtering.
このように、マイクロイオンビームを用いて修
正を行うことにより、0.5μ以下の微細な欠陥をも
除去・修正することができる。 In this way, by performing correction using a micro ion beam, it is possible to remove and repair even minute defects of 0.5μ or less.
前記試料74のパターンの欠陥を修正した後、
再び制御系を試料74の観察、検査に適する値に
切り換え、前述の動作を繰り返し、修正後の試料
74を検査することもできる。 After correcting the pattern defects of the sample 74,
It is also possible to switch the control system again to values suitable for observing and inspecting the sample 74, repeating the above-described operations, and inspecting the corrected sample 74.
試料74のパターンの欠陥を完全修正後は、各
電源を作動停止させた後、真空容器49の上半部
と試料室50間のゲートバルブ52を閉じ、他の
ゲートバルブ53を開け、引き出し具70′を介
して試料台74を試料交換室51へ引き出し、修
正された製品であるマスクを取り出す。 After completely correcting the defect in the pattern of the sample 74, each power supply is stopped, the gate valve 52 between the upper half of the vacuum container 49 and the sample chamber 50 is closed, the other gate valve 53 is opened, and the pull-out tool is closed. The sample stage 74 is pulled out to the sample exchange chamber 51 via 70', and the mask, which is the corrected product, is taken out.
なお、本発明では前記高圧電源91に代えて分
割抵抗器を用いる場合もある。 Note that in the present invention, a dividing resistor may be used instead of the high voltage power supply 91.
また、2次荷電粒子検出器95に2値化回路を
接続し、基準レベルにより高いか、低いかによつ
て0レベルと1レベルとの2値化信号に変換した
うえでSIM観察装置に送入するようにしてもよ
い。 In addition, a binary circuit is connected to the secondary charged particle detector 95, and the signal is converted into a binary signal of 0 level and 1 level depending on whether it is higher or lower than the reference level, and then sent to the SIM observation device. You may also do so.
以上説明したように本発明によれば、高輝度イ
オン源を備えたことと観察手段により被加工物上
の修正個所のSIM像を形成する際と0.5μm以下の
イオンビームスポツトを修正個所に限定して照射
して加工する際とで0.5μm以下のイオンビームス
ポツトの走査域を変更すべく偏向電極を制御する
制御手段を備えたことにより、高輝度イオンビー
ムを出力させて荷電粒子光学系により被加工物上
で0.5μm以下のスポツトに集束させて照射するこ
とができると共に0.5μm以下の微細な加工ができ
るエネルギーを得ることができ、それらの結果修
正個所以外にダメージを及ぼすことなく、SIM像
による高分解能で被加工物上の修正個所の観察が
できると共に修正個所に限定した0.5μm以下の微
細な加工を高精度に実現することができる効果を
奏する。
As explained above, according to the present invention, a high-brightness ion source is provided, and when forming a SIM image of a repaired part on a workpiece using an observation means, an ion beam spot of 0.5 μm or less is limited to the repaired part. By providing a control means for controlling the deflection electrode to change the scan range of the ion beam spot of 0.5 μm or less when irradiating and processing the ion beam, the charged particle optical system outputs a high-intensity ion beam. It is possible to focus the irradiation onto a spot of 0.5 μm or less on the workpiece, and to obtain the energy that enables fine processing of 0.5 μm or less. As a result, SIM It is possible to observe the repaired part on the workpiece with high resolution using an image, and it also has the effect of realizing fine processing of 0.5 μm or less with high accuracy, which is limited to the repaired part.
第1図a,bは本発明で対称とするマスクの一
例を示す断面図、第2図は同平面図、第3図はマ
スクの欠陥の検査装置の従来例を示す図、第4図
a,bは前記検査装置中の2値化回路の機能説明
図、第5図はマスクの欠陥装置の従来例を示す
図、第6図は本発明方法を実施する装置の一例を
示す系統図である。
10,11,12…マスクの配線パターンの欠
陥、47…架台、49…真空容器、50…試料
室、51…試料交換室、54〜64…真空引き手
段を構成する部材、65…載物台、66,67…
X,Y方向駆動モータ、68…Z方向微動マイク
ロメータ、69…θ方向移動リング、70…試料
台、71〜73…回転導入端子、74…マスクで
ある試料、75…高輝度イオン源である液体金属
イオン源、76…コントロール電極、77…イオ
ンビームの引き出し電極、78…イオンビーム、
78′…イオンビームのスポツト、79,79′…
アパーチヤ、80〜83…静電レンズ、84…ブ
ランキング電極、84,85…偏向電極、86〜
90…電源、91…高圧電源、92,93…電
源、94…ブランキング電極および偏向電極の電
源の制御装置、95…2次荷電粒子検出器、96
…SIM観察装置、98…メモリスコープ、99…
試料のパターンの画像と原パターンの情報との比
較回路、100…原パターンの情報の格納用の磁
気デイスク、102…観察・検査時と欠陥修正時
とで電源の作動条件を切り換える制御系、103
…載物台の駆動系の制御装置。
Figures 1a and b are cross-sectional views showing an example of a mask that is symmetrical in the present invention, Figure 2 is a plan view of the same, Figure 3 is a diagram showing a conventional example of a mask defect inspection device, and Figure 4a , b is a functional explanatory diagram of the binarization circuit in the inspection device, FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of a mask defect device, and FIG. 6 is a system diagram showing an example of a device implementing the method of the present invention. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11, 12... Defect in the wiring pattern of the mask, 47... Frame, 49... Vacuum container, 50... Sample chamber, 51... Sample exchange chamber, 54-64... Members constituting vacuum evacuation means, 65... Stage ,66,67...
X, Y direction drive motor, 68... Z direction fine movement micrometer, 69... θ direction moving ring, 70... Sample stage, 71 to 73... Rotation introduction terminal, 74... Sample which is a mask, 75... High brightness ion source Liquid metal ion source, 76... Control electrode, 77... Ion beam extraction electrode, 78... Ion beam,
78'...Ion beam spot, 79,79'...
Aperture, 80-83... Electrostatic lens, 84... Blanking electrode, 84, 85... Deflection electrode, 86-
90... Power supply, 91... High voltage power supply, 92, 93... Power supply, 94... Control device for power supply of blanking electrode and deflection electrode, 95... Secondary charged particle detector, 96
...SIM observation device, 98...Memory scope, 99...
Comparison circuit for comparing the sample pattern image and original pattern information, 100... Magnetic disk for storing original pattern information, 102... Control system for switching power supply operating conditions between observation/inspection and defect correction, 103
...Control device for the drive system of the stage.
Claims (1)
輝度イオンビームを引出す引出し電極と、該引出
し電極から引き出された高輝度イオンビームを微
細回路パターンを有する被加工物上に0.5μm以下
のスポツトにして集束する静電レンズと、該静電
レンズで集束される集束イオンビームを偏向させ
る偏向電極と、上記高輝度イオンビームの上記微
細回路パターンを有する被加工物への照射・停止
を行うブランキング電極と、上記静電レンズによ
り0.5μm以下に集束して偏向電極により走査され
るイオンビームスポツトにより上記微細回路パタ
ーンを有する被加工物から発生する2次荷電粒子
を検出する2次荷電粒子検出器と、該2次荷電粒
子検出器から得られる2次荷電粒子信号に基づい
て被加工物上の修正個所のSIM像を形成して観察
する観察手段と、該観察手段により被加工物上の
修正個所のSIM像を形成する際と0.5μm以下のイ
オンビームスポツトを上記修正個所に限定して照
射して加工する際とで0.5μm以下のイオンビーム
スポツトの走査域を変更すべく上記偏向電極を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするイオ
ンビーム加工装置。1 A high-intensity ion source, an extraction electrode for extracting a high-intensity ion beam from the high-intensity ion source, and a spot of 0.5 μm or less in size for the high-intensity ion beam extracted from the extraction electrode onto a workpiece having a fine circuit pattern. an electrostatic lens that focuses the focused ion beam, a deflection electrode that deflects the focused ion beam focused by the electrostatic lens, and a block that controls and stops the irradiation of the high-intensity ion beam to the workpiece having the fine circuit pattern. Secondary charged particle detection that detects secondary charged particles generated from the workpiece having the fine circuit pattern using the ranking electrode and the ion beam spot that is focused to 0.5 μm or less by the electrostatic lens and scanned by the deflection electrode. an observation means for forming and observing a SIM image of a repaired part on the workpiece based on the secondary charged particle signal obtained from the secondary charged particle detector; The deflection electrode is used to change the scan area of the ion beam spot of 0.5 μm or less when forming a SIM image of the repaired area and when processing by irradiating the ion beam spot of 0.5 μm or less to the repair area. An ion beam processing apparatus comprising: a control means for controlling the ion beam processing apparatus;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117302A JPH0260A (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ion beam processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117302A JPH0260A (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ion beam processing equipment |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078165A Division JPS58196020A (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | Inspection of mask for defect, correcting method and its apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260A JPH0260A (en) | 1990-01-05 |
| JPH0429052B2 true JPH0429052B2 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=14708391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117302A Granted JPH0260A (en) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Ion beam processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260A (en) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
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| JPS55150225A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-22 | Hitachi Ltd | Method of correcting white spot fault of photomask |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1117302A patent/JPH0260A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0260A (en) | 1990-01-05 |
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