JP2010225825A - Position detecting method and charged-particle beam lithography method - Google Patents

Position detecting method and charged-particle beam lithography method Download PDF

Info

Publication number
JP2010225825A
JP2010225825A JP2009071155A JP2009071155A JP2010225825A JP 2010225825 A JP2010225825 A JP 2010225825A JP 2009071155 A JP2009071155 A JP 2009071155A JP 2009071155 A JP2009071155 A JP 2009071155A JP 2010225825 A JP2010225825 A JP 2010225825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ccd camera
mask
color ccd
image
edge portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009071155A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Kawaguchi
通広 川口
Keisuke Yamaguchi
圭介 山口
Shun Kanazawa
駿 金澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuflare Technology Inc
Original Assignee
Nuflare Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuflare Technology Inc filed Critical Nuflare Technology Inc
Priority to JP2009071155A priority Critical patent/JP2010225825A/en
Publication of JP2010225825A publication Critical patent/JP2010225825A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detecting method capable of accurately detecting an edge position of a sample even if blue light or red light is used for illumination by employing a color CCD camera including a plurality of light receiving elements on which color filters of Bayer arrangement are disposed, and a charged-particle beam lithography method. <P>SOLUTION: The color CCD camera is positioned so that the array direction of the light receiving elements of the color CCD camera is diagonal to one side of a mask which is subjected to edge position detection. An image of a region including a mask edge and its vicinity is photographed by using the color CCD camera with a region including the mask edge illuminated with blue light. Blue gray-scale values at a plurality of points in the image are determined, and then a plurality of coordinates corresponding to the mask edge are determined on the basis of variations of the gray-scale values. A regression line Lr determined on the basis of the plurality of coordinates is regarded as the edge position. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、位置検出方法及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。   The present invention relates to a position detection method and a charged particle beam writing method.

半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路パターンが微細化されている。半導体デバイスに微細な回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン(即ち、レチクル或いはマスク)が必要となる。原画パターンを製造するために、優れた解像性を有する電子ビーム描画装置が用いられている。   Along with the high integration of semiconductor devices, the circuit pattern of the semiconductor device is miniaturized. In order to form a fine circuit pattern in a semiconductor device, a highly accurate original pattern (that is, a reticle or mask) is required. In order to produce an original pattern, an electron beam drawing apparatus having excellent resolution is used.

この種の電子ビーム描画装置は、搬送ロボットを備えており、試料であるマスクブランクス(以下「マスク」という。)を搬送ロボットによりステージ上に搬送して載置するようにしている。ステージ上のマスクの載置位置が正規位置からずれると、マスクに描画されるパターンの位置がずれてしまう。そこで、マスクをステージ上に搬送する前及び/又は搬送した後に、マスクのアライメントを行っている。アライメントを行うためには、事前にマスクの位置検出を行う必要があるが、描画前のマスクにはアライメントマークが形成されていない。このため、マスクのエッジ位置を検出し、検出したエッジ位置に基づいてアライメントを行っている。例えば、特開2008−210951号公報(特許文献1)には、試料をCCDカメラにより撮像して、撮像した画像から試料のエッジ位置を検出する方法が開示されている。   This type of electron beam drawing apparatus includes a transport robot, and mask blanks (hereinafter referred to as “mask”) as a sample are transported and placed on the stage by the transport robot. If the mounting position of the mask on the stage is shifted from the normal position, the position of the pattern drawn on the mask is shifted. Therefore, the mask is aligned before and / or after the mask is transferred onto the stage. In order to perform alignment, it is necessary to detect the position of the mask in advance, but the alignment mark is not formed on the mask before drawing. For this reason, the edge position of the mask is detected, and alignment is performed based on the detected edge position. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2008-210951 (Patent Document 1) discloses a method of capturing an image of a sample with a CCD camera and detecting the edge position of the sample from the captured image.

ここで、マスクのエッジ位置を検出すると共に、マスク表面に存在する異物や傷を検出する外観検査を行う場合がある。この場合、マスク表面の濃淡を検出する必要があるため、カラーCCDカメラのようなカラー撮像装置が用いられる。カラーCCDカメラの受光素子上に設けられるカラーフィルタとして、比較的低価格であり、かつ、簡単に実現可能なベイヤ配列のフィルタが用いられることが多い。ベイヤ配列は、図6(A)において一点鎖線で囲まれる4つの受光素子(X方向の2素子×Y方向の2素子)を基本配列(1ピクセル)とし、この基本配列が繰り返し配列されている。図6(B)に示すように、この基本配列のうち対角線上の2つの受光素子(以下「素子」ともいう。)51上に緑色(G)フィルタ61が、残りの2つの素子のうち1つの素子52上に青色(B)フィルタ62が、それぞれ配置されている。さらに、図示しないが、基本配列のうちの残りの1つの素子上に赤色(R)フィルタが配置されている。尚、これら受光素子は基板50に形成されており、各色のフィルタ上には図示しないレンズが配置されている。このような配列によれば、一のラインL1では、緑色フィルタ61が配置された素子51と青色フィルタ62が配置された素子52とが交互に繰り返され、他のラインL2では、赤色フィルタが配置された素子と緑色フィルタ61が配置された素子51とが交互に繰り返される。   Here, there is a case where an appearance inspection is performed to detect the edge position of the mask and to detect foreign matters and scratches existing on the mask surface. In this case, since it is necessary to detect the shading of the mask surface, a color imaging device such as a color CCD camera is used. As a color filter provided on a light receiving element of a color CCD camera, a Bayer array filter that is relatively inexpensive and can be easily realized is often used. In the Bayer array, four light receiving elements (2 elements in the X direction × 2 elements in the Y direction) surrounded by a one-dot chain line in FIG. 6A are used as a basic array (1 pixel), and this basic array is repeatedly arranged. . As shown in FIG. 6B, a green (G) filter 61 is provided on two diagonal light receiving elements (hereinafter also referred to as “elements”) 51 in this basic array, and one of the remaining two elements. A blue (B) filter 62 is disposed on each element 52. Further, although not shown, a red (R) filter is disposed on the remaining one element of the basic array. These light receiving elements are formed on the substrate 50, and lenses (not shown) are arranged on the filters of the respective colors. According to such an arrangement, the element 51 in which the green filter 61 is disposed and the element 52 in which the blue filter 62 is disposed are alternately repeated in one line L1, and the red filter is disposed in the other line L2. The element and the element 51 in which the green filter 61 is arranged are repeated alternately.

ところで、カラーCCDカメラを用いる場合、高解像度の画像を取得するために、短波長の青色光を照明光として用いることが考えられる。青色光を照明する場合、青色フィルタが配置された受光素子(以下「B素子」ともいう。)以外の緑色及び赤色フィルタが配置された受光素子の受光がカットされる。また、一般に、図7に示すように、カラーCCDカメラ30の受光素子配列方向30aと、マスクMのエッジ位置検出対象である一辺Mbとが平行となるように、カラーCCDカメラ30が配置される。このようにカラーCCDカメラ30を配置し、マスクMに対して青色光を照明する場合、2素子周期でしかマスクMのエッジ位置情報を得ることができない。図6において下から上に向かってマスクMを移動させる場合、マスクMのエッジ部である一辺がMb1、Mb3の位置のときはB素子により情報が得られるが、その一辺がMb2の位置のときはB素子の情報が得られない。つまり、マスクMの一辺MbがB素子に差し掛かっていない間は、B素子の情報が補間され、カラーCCDカメラ30により撮像される画像が変化しないため、検出したエッジ位置が変化しない。その結果、B素子の情報から求められたマスクMのエッジ位置と実際のエッジ位置との間に誤差が生じる問題がある。   By the way, when using a color CCD camera, it is conceivable to use blue light having a short wavelength as illumination light in order to acquire a high-resolution image. When illuminating blue light, the light received by the light receiving elements in which the green and red filters are disposed other than the light receiving element in which the blue filter is disposed (hereinafter also referred to as “B element”) is cut off. In general, as shown in FIG. 7, the color CCD camera 30 is arranged so that the light receiving element arrangement direction 30 a of the color CCD camera 30 is parallel to one side Mb that is an edge position detection target of the mask M. . When the color CCD camera 30 is arranged in this way and the mask M is illuminated with blue light, the edge position information of the mask M can be obtained only in a cycle of two elements. In FIG. 6, when the mask M is moved from bottom to top, information is obtained from the B element when one side, which is the edge portion of the mask M, is at the position of Mb1 and Mb3, but when that side is at the position of Mb2. Cannot obtain information on the B element. That is, as long as one side Mb of the mask M does not reach the B element, the information of the B element is interpolated, and the image captured by the color CCD camera 30 does not change, so the detected edge position does not change. As a result, there is a problem that an error occurs between the edge position of the mask M obtained from the information of the B element and the actual edge position.

以上のように、ベイヤ配列のカラーフィルタが配置されたカラーCCDカメラ30を用い、青色光を照明してマスクMのエッジ位置を検出する場合に、カラーCCDカメラ30の受光素子配列方向30aとマスクMのエッジ検出対象である一辺Mbとが平行となるようにカラーCCDカメラ30を配置すると、青色フィルタが配置された素子(B素子)のサンプリング周期に起因してマスクMのエッジ位置の検出精度が低下するという問題があった。   As described above, when the color CCD camera 30 in which the color filters of the Bayer array are arranged and the edge position of the mask M is detected by illuminating blue light, the light receiving element array direction 30a of the color CCD camera 30 and the mask If the color CCD camera 30 is arranged so that one side Mb that is an M edge detection target is parallel, the detection accuracy of the edge position of the mask M due to the sampling period of the element (B element) in which the blue filter is arranged There was a problem that decreased.

特開2008−210951号公報JP 2008-210951 A

本発明の課題は、上記課題に鑑み、ベイヤ配列のカラーフィルタが配置されたカラーCCDカメラを用い、青色光又は赤色光を照明する場合であっても、試料のエッジ位置を精度良く検出することが可能な位置検出方法及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to accurately detect the edge position of a sample even when illuminating blue light or red light using a color CCD camera in which a Bayer array color filter is arranged. It is an object of the present invention to provide a position detection method and a charged particle beam writing method capable of performing the above.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、ベイヤ配列に従って赤色フィルタ、青色フィルタ及び緑色フィルタが配置された複数の受光素子を備えたカラーCCDカメラを用いて試料のエッジ部近傍の画像を撮像し、その画像からエッジ部の位置を検出する位置検出方法であって、カラーCCDカメラの受光素子配列方向が試料のエッジ位置検出対象となる一辺に対して斜めになるようにカラーCCDカメラを配置し、エッジ部を含む領域に青色光又は赤色光を照明した状態で、カラーCCDカメラによりエッジ部近傍の画像を撮像し、この画像における前記エッジ部に対応する複数の座標を求め、これら複数の座標から回帰直線を求め、この回帰直線をエッジ部の位置とすることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a first aspect of the present invention is to provide a color CCD camera including a plurality of light receiving elements in which a red filter, a blue filter, and a green filter are arranged according to a Bayer array. A position detection method for picking up an image and detecting the position of an edge portion from the image. In the state where the camera is arranged and the region including the edge portion is illuminated with blue light or red light, an image in the vicinity of the edge portion is captured by the color CCD camera, and a plurality of coordinates corresponding to the edge portion in this image are obtained, A regression line is obtained from the plurality of coordinates, and the regression line is used as the position of the edge portion.

この第1の態様において、受光素子配列方向と試料の一辺とでなす角度が45度となるように、カラーCCDカメラを配置することが好ましい。   In this first aspect, it is preferable to arrange the color CCD camera so that the angle formed by the light receiving element arrangement direction and one side of the sample is 45 degrees.

この第1の態様において、青色光を照明した場合、画像内の複数点における青色の濃淡値を求め、該濃淡値の変化率からエッジ部に対応する複数の座標が求められることが好ましい。   In the first aspect, when blue light is illuminated, it is preferable to obtain blue shade values at a plurality of points in the image and obtain a plurality of coordinates corresponding to the edge portion from the change rate of the shade values.

この第1の態様において、赤色光を照明した場合、画像内の複数点における赤色の濃淡値を求め、該濃淡値の変化率からエッジ部に対応する複数の座標が求められることが好ましい。   In this first aspect, when red light is illuminated, it is preferable to obtain red shade values at a plurality of points in the image and obtain a plurality of coordinates corresponding to the edge portion from the change rate of the shade values.

本発明の第2の態様は、上記第1の態様の位置検出方法を用いて、試料のエッジ部の位置を検出し、その検出位置に基づいて試料のアライメントを実行した後、試料に荷電粒子ビームを照射することを特徴とする。   In the second aspect of the present invention, the position of the edge portion of the sample is detected using the position detection method of the first aspect, the sample is aligned based on the detected position, and then charged particles are applied to the sample. It is characterized by irradiating a beam.

本発明によれば、ベイヤ配列のカラーフィルタが配置されたカラーCCDカメラを用い、青色光又は赤色光を照明する場合であっても、試料のエッジ位置を精度良く求めることができる。   According to the present invention, the edge position of the sample can be obtained with high accuracy even when a color CCD camera having a Bayer array color filter is used to illuminate blue light or red light.

本実施の形態において、電子ビーム描画装置の構成を示す概略図である。In this Embodiment, it is the schematic which shows the structure of an electron beam drawing apparatus. 電子ビーム描画装置に適用される位置検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position detection apparatus applied to an electron beam drawing apparatus. 本実施の形態において、カラーCCDカメラとマスクとの位置関係を示す図である。In this Embodiment, it is a figure which shows the positional relationship of a color CCD camera and a mask. 本実施の形態において、青色フィルタが配置された受光素子のサンプリング周期を示す図である。In this Embodiment, it is a figure which shows the sampling period of the light receiving element by which the blue filter is arrange | positioned. 本実施の形態において、カラーCCDカメラにより撮像された画像におけるマスクエッジ部に対応する複数の座標と、複数の座標から求められた回帰直線とを示す図である。In this Embodiment, it is a figure which shows the several coordinate corresponding to the mask edge part in the image imaged with the color CCD camera, and the regression line calculated | required from several coordinate. (a)はカラーCCDカメラのカラーフィルタのベイヤ配列を示す図であり、(b)は(a)のA’−A’断面図である。(A) is a figure which shows the Bayer arrangement | sequence of the color filter of a color CCD camera, (b) is A'-A 'sectional drawing of (a). 従来のカラーCCDカメラとマスクとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the conventional color CCD camera and a mask.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本実施の形態において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置の構成を示す概略図である。電子ビーム描画装置は、試料たるマスクMに電子ビームを照射して所定のパターンを描画するものである。電子ビーム描画装置は、マスクMにパターンの描画を行う描画室1と、描画室1に隣接する位置に配置され、搬送ロボットRを内蔵するロボット室2と、ロボット室2に描画室1と反対側で隣接する位置に配置されたロードロック室5と、ロードロック室5にロボット室2と反対側で隣接する位置に配置されたマスク投入装置7とを備えている。また、ロボット室2と描画室1及びロードロック室5との間、並びに、ロードロック室5とマスク投入装置7との間には、それぞれゲートバルブ3、6、8が設けられている。さらに、ロボット室2の描画室1及びロードロック室5に隣接しない周囲には、マスクMの位置決めを行うアライメント室4が配置されている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electron beam drawing apparatus which is an example of a charged particle beam drawing apparatus in the present embodiment. The electron beam drawing apparatus draws a predetermined pattern by irradiating a mask M as a sample with an electron beam. The electron beam drawing apparatus includes a drawing chamber 1 that draws a pattern on a mask M, a robot chamber 2 that is located adjacent to the drawing chamber 1 and has a built-in transfer robot R, and a robot chamber 2 opposite to the drawing chamber 1. A load lock chamber 5 disposed at a position adjacent to the robot chamber 2 and a mask loading device 7 disposed at a position adjacent to the load lock chamber 5 on the opposite side to the robot chamber 2 are provided. Gate valves 3, 6, and 8 are provided between the robot chamber 2, the drawing chamber 1, and the load lock chamber 5, and between the load lock chamber 5 and the mask loading device 7, respectively. Further, an alignment chamber 4 for positioning the mask M is disposed around the drawing chamber 1 and the load lock chamber 5 of the robot chamber 2 that are not adjacent to each other.

マスクMは、図示省略するロボットによりマスク投入装置7からロードロック室5に投入される。そして、ゲートバルブ8を閉じ、ロードロック室5を真空にした後、ゲートバルブ6を開き、搬送ロボットRによりマスクMをロードロック室5からアライメント室4に搬送する。アライメント室4でアライメント(位置決め)を行うと、ゲートバルブ3を開き、搬送ロボットRによりマスクMを描画室1のステージSt上に搬送する。描画室1において、アライメントを行った後、ステージSt上に載置されたマスクMに電子ビームを照射することで、マスクMに所定のパターンが描画される。   The mask M is loaded into the load lock chamber 5 from the mask loading device 7 by a robot (not shown). Then, after closing the gate valve 8 and evacuating the load lock chamber 5, the gate valve 6 is opened, and the mask M is transferred from the load lock chamber 5 to the alignment chamber 4 by the transfer robot R. When alignment (positioning) is performed in the alignment chamber 4, the gate valve 3 is opened, and the mask M is transferred onto the stage St in the drawing chamber 1 by the transfer robot R. In the drawing chamber 1, after alignment, a predetermined pattern is drawn on the mask M by irradiating the mask M placed on the stage St with an electron beam.

ところで、アライメント室4及び描画室1でアライメントを行う際に、マスクMのエッジ位置の検出が行われる。以下、マスクMのエッジ位置の検出について説明する。   By the way, when the alignment is performed in the alignment chamber 4 and the drawing chamber 1, the edge position of the mask M is detected. Hereinafter, detection of the edge position of the mask M will be described.

図2は、上記電子ビーム描画装置に適用される位置検出装置の構成を示す概略図である。位置検出装置10は、描画室1及びアライメント室4内に配置される。図2に示すように、位置検出装置10は、照明装置11、カラーCCDカメラ13、照明コントローラ15、カメラコントローラ16及び制御装置(演算処理部)20を備えている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a position detection apparatus applied to the electron beam drawing apparatus. The position detection device 10 is disposed in the drawing chamber 1 and the alignment chamber 4. As shown in FIG. 2, the position detection device 10 includes an illumination device 11, a color CCD camera 13, an illumination controller 15, a camera controller 16, and a control device (arithmetic processing unit) 20.

照明装置11は、マスクMの上方に配置され、マスクMの表面(上面)又は裏面(下面)に対して垂直な方向に光を照射する。照明装置11として、例えば、青色光を照射する青色LEDが用いられる。この照明装置11は、マスクMのエッジ部(一辺Ma)を十分に照明する照明範囲12を有している。照明範囲12は、例えば、60mm×60mmである。   The illumination device 11 is disposed above the mask M and irradiates light in a direction perpendicular to the front surface (upper surface) or the rear surface (lower surface) of the mask M. For example, a blue LED that emits blue light is used as the illumination device 11. The illumination device 11 has an illumination range 12 that sufficiently illuminates the edge portion (one side Ma) of the mask M. The illumination range 12 is, for example, 60 mm × 60 mm.

カラーCCDカメラ13は、マスクMの下方に配置され、照明装置11から青色光を照射した状態の画像を撮像する。カラーCCDカメラ13は、図6(A)及び(B)に示すようなベイヤ配列のカラーフィルタが配置された複数の受光素子を有するものである。ここで、カラーCCDカメラ13からマスクM裏面までの距離(撮像距離)d1は、例えば、160mm程度である。この撮像距離d1は、カラーCCDカメラ13とレンズの組み合わせから決まる焦点距離と、必要な撮像範囲(視野サイズ)14と、カラーCCDカメラ13の素子当たりの検出分解能との関係から決定される。カラーCCDカメラ13の撮像範囲14は、例えば、40mm×40mmである。   The color CCD camera 13 is disposed below the mask M and captures an image in a state where the illumination device 11 emits blue light. The color CCD camera 13 has a plurality of light receiving elements in which color filters with a Bayer arrangement as shown in FIGS. 6A and 6B are arranged. Here, the distance (imaging distance) d1 from the color CCD camera 13 to the back surface of the mask M is, for example, about 160 mm. This imaging distance d1 is determined from the relationship between the focal length determined by the combination of the color CCD camera 13 and the lens, the required imaging range (field size) 14, and the detection resolution per element of the color CCD camera 13. The imaging range 14 of the color CCD camera 13 is 40 mm × 40 mm, for example.

尚、図2では、マスクMを挟んで照明装置11とカラーCCDカメラ13とが配置されているが、マスクMに対して同じ側(表面側)に照明装置11とカラーCCDカメラ13とを配置してもよい。   In FIG. 2, the illumination device 11 and the color CCD camera 13 are arranged with the mask M interposed therebetween, but the illumination device 11 and the color CCD camera 13 are arranged on the same side (front side) with respect to the mask M. May be.

図3は、カラーCCDカメラ13とマスクMとの位置関係を示す図である。本実施の形態では、カラーCCDカメラ13の受光素子配列方向13aがマスクMのエッジ位置検出対象となる一辺(エッジ部)Maに対して斜めになるようにカラーCCDカメラ13が配置される。詳細は後述するが、受光素子配列方向13aと一辺Maとでなす角度θは45度とするのが好適である。   FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the color CCD camera 13 and the mask M. As shown in FIG. In the present embodiment, the color CCD camera 13 is arranged so that the light receiving element arrangement direction 13a of the color CCD camera 13 is inclined with respect to one side (edge portion) Ma that is an edge position detection target of the mask M. Although details will be described later, the angle θ formed by the light receiving element arrangement direction 13a and the one side Ma is preferably 45 degrees.

照明コントローラ15は、照明装置11を制御する。具体的には、制御装置20からの指令に基づいて、カラーCCDカメラ13の撮像タイミングに合わせて照明装置11の点灯及び消灯の指示や、照明装置11の照明光量を変更又は調整する指示等を行う。   The illumination controller 15 controls the illumination device 11. Specifically, based on a command from the control device 20, an instruction to turn on and off the illumination device 11 in accordance with the imaging timing of the color CCD camera 13, an instruction to change or adjust the illumination light amount of the illumination device 11, and the like. Do.

カメラコントローラ16は、カラーCCDカメラ13を制御する。具体的には、制御装置20からの指令に基づいて、撮像時間(シャッタ時間)及び撮像の指示等を行う。また、カラーCCDカメラ13にオートフォーカス機構が装備されている場合には、フォーカス調整も行う。   The camera controller 16 controls the color CCD camera 13. Specifically, an imaging time (shutter time), an imaging instruction, and the like are performed based on a command from the control device 20. When the color CCD camera 13 is equipped with an autofocus mechanism, focus adjustment is also performed.

制御装置20は、照明コントローラ15及びカメラコントローラ16を制御すると共に、カラーCCDカメラ13が撮像した画像からマスクMのエッジ位置を検出し、保存する。制御装置20は、コントローラ制御部21と、位置検出部22と、位置保存部23とを備えている。   The control device 20 controls the illumination controller 15 and the camera controller 16 and detects and stores the edge position of the mask M from the image captured by the color CCD camera 13. The control device 20 includes a controller control unit 21, a position detection unit 22, and a position storage unit 23.

コントローラ制御部21は、照明コントローラ15及びカメラコントローラ16を制御する。位置検出部22は、後述する位置検出方法に従って、カラーCCDカメラ13によって撮像された画像からマスクMのエッジ位置を検出する。位置保存部23は、位置検出部22により検出されたエッジ位置を保存する記憶媒体(例えば、メモリや磁気ディスク等)である。   The controller control unit 21 controls the illumination controller 15 and the camera controller 16. The position detection unit 22 detects the edge position of the mask M from the image captured by the color CCD camera 13 according to a position detection method described later. The position storage unit 23 is a storage medium (for example, a memory or a magnetic disk) that stores the edge position detected by the position detection unit 22.

次に、上記位置検出装置10による位置検出方法について説明する。   Next, a position detection method by the position detection device 10 will be described.

先ず、マスクMを位置検出装置10の照明装置11とカラーCCDカメラ13との間に配置する。次に、マスクMの上方からマスクM表面のエッジ部Ma近傍に対して青色光を照射する。具体的には、制御装置20から点灯指示を受けた照明コントローラ15が照明装置11を点灯する。   First, the mask M is disposed between the illumination device 11 of the position detection device 10 and the color CCD camera 13. Next, blue light is irradiated from above the mask M to the vicinity of the edge portion Ma on the surface of the mask M. Specifically, the lighting controller 15 that has received a lighting instruction from the control device 20 turns on the lighting device 11.

カラーCCDカメラ13は、照明装置11から青色光を照射した状態で、マスクMのエッジ部Ma近傍の画像を撮像する。具体的には、制御装置20から撮像指示を受けたカメラコントローラ16がカラーCCDカメラ13で撮像する。   The color CCD camera 13 captures an image in the vicinity of the edge portion Ma of the mask M in a state where the illumination device 11 emits blue light. Specifically, the camera controller 16 that has received an imaging instruction from the control device 20 performs imaging with the color CCD camera 13.

ここで、本実施の形態では、カラーCCDカメラ13の受光素子配列方向13aがマスクMの一辺Maに対して斜めになるようにカラーCCDカメラ13が配置されている。このようにカラーCCDカメラ13を配置することで、図4に示すように、マスクMのエッジ位置Maのサンプリング周期Paを短くすることができる。図4は、青色フィルタが配置された素子(B素子)52によるエッジ位置Maのサンプリング周期Paを示す図である。図4には、比較のため、図7に示すようにカラーCCDカメラ30の受光素子配列方向30aがマスクMの一辺Mbと平行になるようにカラーCCDカメラ30を配置した場合の、従来のエッジ位置Mbのサンプリング周期Pbを併せて示している。受光素子配列方向13aと一辺Maとがなす角度θ(図3参照)が45度となるようにカラーCCDカメラ13を斜めに配置することで、エッジ位置Maのサンプリング周期Paを従来のサンプリング周期Pbの(√2)/2倍にすることができる。θ=45度のとき、サンプリング周期Paが最も短くなる。   Here, in the present embodiment, the color CCD camera 13 is arranged so that the light receiving element arrangement direction 13a of the color CCD camera 13 is inclined with respect to one side Ma of the mask M. By arranging the color CCD camera 13 in this way, the sampling period Pa of the edge position Ma of the mask M can be shortened as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the sampling period Pa of the edge position Ma by the element (B element) 52 in which the blue filter is arranged. For comparison, FIG. 4 shows a conventional edge when the color CCD camera 30 is arranged so that the light receiving element arrangement direction 30a of the color CCD camera 30 is parallel to one side Mb of the mask M as shown in FIG. The sampling period Pb of the position Mb is also shown. The color CCD camera 13 is arranged obliquely so that the angle θ (see FIG. 3) formed by the light receiving element arrangement direction 13a and one side Ma is 45 degrees, so that the sampling cycle Pa of the edge position Ma is set to the conventional sampling cycle Pb. (√2) / 2 times as large as. When θ = 45 degrees, the sampling period Pa is the shortest.

上記カラーCCDカメラ13により撮像された画像は、カメラコントローラ16を介して、制御装置20の位置検出部22に送られる。位置検出部22は、この画像における複数点の青色の濃淡値を求め、求めた濃淡値の変化率が所定値以上となる点をエッジ部の検出点とする。図5において、◇はマスクMのエッジ部に対応する複数の検出点を示している。本実施の形態では青色光を照明しているため、これらの複数の検出点は、青色フィルタ(62)が配置された受光素子(52)の受光量によって決定される。ここで、マスクMのエッジ部に対応する検出点の座標には周期的な誤差Eが生じている。この周期的な誤差Eは、カラーフィルタのベイヤ配列に依存するサンプリング周期(Pa(図4参照)によって生じたものである。位置検出部22は、これら複数の検出点のX座標及びY座標から公知の手法を用いて回帰直線Lrを求め、求めた回帰直線LrをマスクMのエッジ位置として検出する。このように回帰直線Lrを求めることで、つまり、上記複数の検出点のX座標及びY方向を平均化することで、上記周期的な誤差Eが低減される。従って、マスクMのエッジ値を精度良く求めることができる。位置検出部22により求められたマスクMのエッジ位置は、位置保存部23に保存される。   An image captured by the color CCD camera 13 is sent to the position detection unit 22 of the control device 20 via the camera controller 16. The position detection unit 22 obtains blue gray values at a plurality of points in the image, and sets a point at which the change rate of the obtained gray value is equal to or greater than a predetermined value as a detection point of the edge part. In FIG. 5, ◇ indicates a plurality of detection points corresponding to the edge portion of the mask M. In the present embodiment, since blue light is illuminated, the plurality of detection points are determined by the amount of light received by the light receiving element (52) in which the blue filter (62) is arranged. Here, a periodic error E occurs in the coordinates of the detection point corresponding to the edge portion of the mask M. This periodic error E is caused by a sampling period (Pa (see FIG. 4)) that depends on the Bayer array of the color filter, and the position detection unit 22 determines from the X and Y coordinates of the plurality of detection points. A regression line Lr is obtained using a known method, and the obtained regression line Lr is detected as an edge position of the mask M. By obtaining the regression line Lr in this way, that is, the X coordinates and Y of the plurality of detection points are obtained. By averaging the directions, the periodic error E is reduced, so that the edge value of the mask M can be obtained with high accuracy.The edge position of the mask M obtained by the position detection unit 22 is the position. It is stored in the storage unit 23.

以上述べたように、本実施の形態では、カラーCCDカメラ13の受光素子配列方向13aがマスクMの一辺Maに対して斜めになるようにカラーCCDカメラ13を配置し、一辺Maを含む領域に青色光を照明した状態で、カラーCCDカメラ13により一辺Ma近傍の画像を撮像し、この画像における一辺Maに対応する複数の検出点の座標を求め、これら複数の検出点の座標から回帰直線Lrを求め、この回帰直線Lrをエッジ位置として求める。マスクMの一辺Maに対してカラーCCDカメラ13を斜めに配置することで、図7に示すように両者を平行に配置する場合に比べて、青色フィルタが配置された受光素子52によるサンプリング周期Paが短くなるため、撮像画像におけるエッジ部に対応する複数の検出点の座標の周期的な誤差Eを少なくすることができる。さらに、これら複数の検出点の座標から回帰直線Lrを求めることで、上記周期的な誤差Eを低減することができる。従って、ベイヤ配列のカラーフィルタが配置されたカラーCCDカメラを用い、青色光又は赤色光を照明する場合であっても、マスクMのエッジ位置を精度良く検出することができる。   As described above, in the present embodiment, the color CCD camera 13 is arranged so that the light receiving element arrangement direction 13a of the color CCD camera 13 is inclined with respect to the one side Ma of the mask M, and the region including the one side Ma is arranged. In the state of illuminating the blue light, an image in the vicinity of one side Ma is picked up by the color CCD camera 13, the coordinates of a plurality of detection points corresponding to one side Ma in this image are obtained, and the regression line Lr is obtained from the coordinates of the plurality of detection points. And the regression line Lr is obtained as the edge position. By arranging the color CCD camera 13 obliquely with respect to one side Ma of the mask M, as compared with the case where both are arranged in parallel as shown in FIG. 7, the sampling period Pa by the light receiving element 52 in which the blue filter is arranged. Therefore, the periodic error E of the coordinates of a plurality of detection points corresponding to the edge portion in the captured image can be reduced. Further, the periodic error E can be reduced by obtaining the regression line Lr from the coordinates of the plurality of detection points. Therefore, the edge position of the mask M can be detected with high accuracy even when a blue or red light is illuminated using a color CCD camera in which a Bayer array color filter is arranged.

さらに、このように高精度に検出されたエッジ位置に基づきアライメントを実行した後、荷電粒子ビーム描画を行うことで、描画精度を向上させることができる。   Furthermore, after performing alignment based on the edge position detected with high accuracy in this way, the charged particle beam drawing is performed, whereby the drawing accuracy can be improved.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the electron beam is used in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to cases where other charged particle beams such as an ion beam are used.

また、上記実施の形態では、マスクMに対して青色光を照明する場合について説明したが、赤色光を照明する場合にも本発明を適用することができる。この場合、赤色フィルタが配置された受光素子によるサンプリング周期が短くなる。また、カラーCCDカメラ13により撮像された画像におけるマスクMのエッジ部に対応する複数の検出点の座標は、赤色フィルタが配置された受光素子の受光量によって決定される。従って、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the case where the mask M is illuminated with blue light has been described, but the present invention can also be applied to the case where red light is illuminated. In this case, the sampling period by the light receiving element in which the red filter is arranged is shortened. In addition, the coordinates of a plurality of detection points corresponding to the edge portion of the mask M in the image captured by the color CCD camera 13 are determined by the amount of light received by the light receiving element in which the red filter is arranged. Therefore, the same effect as the above embodiment can be obtained.

また、上記実施の形態では、位置検出装置10を電子ビーム描画装置に適用しているが、電子ビーム描画装置以外の種々の装置に適用することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the position detection apparatus 10 is applied to the electron beam drawing apparatus, it is applicable to various apparatuses other than an electron beam drawing apparatus.

M マスク(試料)
R 搬送ロボット
1 描画室
2 ロボット室
4 アライメント室
5 ロードロック室
7 マスク投入装置
10 位置検出装置
11 照明装置
13 カラーCCDカメラ13
15 照明コントローラ
16 カメラコントローラ
20 制御装置
21 コントローラ制御部
22 位置検出部
23 位置保存部
M mask (sample)
R transfer robot 1 drawing room 2 robot room 4 alignment room 5 load lock room 7 mask insertion device 10 position detection device 11 illumination device 13 color CCD camera 13
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Lighting controller 16 Camera controller 20 Control apparatus 21 Controller control part 22 Position detection part 23 Position preservation | save part

Claims (5)

ベイヤ配列に従って赤色フィルタ、青色フィルタ及び緑色フィルタが配置された複数の受光素子を備えたカラーCCDカメラを用いて試料のエッジ部近傍の画像を撮像し、その画像から前記エッジ部の位置を検出する位置検出方法であって、
前記カラーCCDカメラの受光素子配列方向が前記試料のエッジ位置検出対象となる一辺に対して斜めになるように前記カラーCCDカメラを配置し、前記エッジ部を含む領域に青色光又は赤色光を照明した状態で、前記カラーCCDカメラにより前記エッジ部近傍の画像を撮像し、この画像における前記エッジ部に対応する複数の座標を求め、これら複数の座標から回帰直線を求め、この回帰直線を前記エッジ部の位置とすることを特徴とする位置検出方法。
An image in the vicinity of the edge portion of the sample is picked up using a color CCD camera having a plurality of light receiving elements in which a red filter, a blue filter, and a green filter are arranged according to the Bayer array, and the position of the edge portion is detected from the image. A position detection method,
The color CCD camera is arranged so that the light receiving element arrangement direction of the color CCD camera is inclined with respect to one side which is an edge position detection target of the sample, and the region including the edge portion is illuminated with blue light or red light. In this state, an image in the vicinity of the edge portion is captured by the color CCD camera, a plurality of coordinates corresponding to the edge portion in the image are obtained, a regression line is obtained from the plurality of coordinates, and the regression line is obtained as the edge. A position detection method characterized in that the position is a position of a part.
前記受光素子配列方向と前記試料の一辺とでなす角度が45度となるように、前記カラーCCDカメラを配置することを特徴とする請求項1記載の位置検出方法。   2. The position detection method according to claim 1, wherein the color CCD camera is arranged so that an angle formed by the light receiving element arrangement direction and one side of the sample is 45 degrees. 前記青色光を照明した場合、前記画像内の複数点における青色の濃淡値を求め、該濃淡値の変化率から前記エッジ部に対応する複数の座標を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の位置検出方法。   The blue or gray value at a plurality of points in the image is obtained when the blue light is illuminated, and a plurality of coordinates corresponding to the edge portion is obtained from a change rate of the gray value. Item 3. The position detection method according to Item 2. 前記赤色光を照明した場合、前記画像内の複数点における赤色の濃淡値を求め、該濃淡値の変化率から前記エッジ部に対応する複数の座標を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の位置検出方法。   The red or gray value at a plurality of points in the image is obtained when the red light is illuminated, and a plurality of coordinates corresponding to the edge portion are obtained from a change rate of the gray value. Item 3. The position detection method according to Item 2. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の位置検出方法を用いて、試料のエッジ部の位置を検出し、その検出位置に基づいて前記試料のアライメントを実行した後、前記試料に荷電粒子ビームを照射することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
The position detection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the position of the edge portion of the sample is detected, alignment of the sample is executed based on the detected position, and then the sample is applied to the sample. A charged particle beam drawing method comprising irradiating a charged particle beam.
JP2009071155A 2009-03-24 2009-03-24 Position detecting method and charged-particle beam lithography method Pending JP2010225825A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009071155A JP2010225825A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Position detecting method and charged-particle beam lithography method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009071155A JP2010225825A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Position detecting method and charged-particle beam lithography method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010225825A true JP2010225825A (en) 2010-10-07

Family

ID=43042702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009071155A Pending JP2010225825A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Position detecting method and charged-particle beam lithography method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010225825A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11545334B2 (en) 2018-08-02 2023-01-03 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11545334B2 (en) 2018-08-02 2023-01-03 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6759053B2 (en) Polarized image acquisition device, pattern inspection device, polarized image acquisition method, and pattern inspection method
US9036143B2 (en) Inspection apparatus and inspection method
KR101716817B1 (en) Image creation method, substrate inspection method, storage medium for storing program for executing image creation method and substrate inspection method, and substrate inspection apparatus
US9535015B2 (en) Pattern inspection method and pattern inspection apparatus
KR101994524B1 (en) Focusing device, focusing method, and pattern inspection method
KR101870366B1 (en) Pattern inspection apparatus and pattern inspection method
JP2008210951A (en) Device and method for detecting position
KR20160150018A (en) Inspection apparatus and inspection method
KR101882837B1 (en) Pattern inspection apparatus
US9530202B2 (en) Inspection apparatus and inspection method
WO2014091928A1 (en) Substrate defect inspection method, substrate defect inspection device, and computer storage medium
JP2012002676A (en) Mask defect checking device and mask defect checking method
JP4914854B2 (en) Defect inspection method, program, and computer storage medium
KR102105878B1 (en) Polarized image obtaining apparatus, pattern inspecting apparatus, polarized image obtaining method and pattern inspecting method
WO2019167129A1 (en) Defect detection device, defect detection method, and defect observation device
WO2018047650A1 (en) Identification method for substrate corner position
JP6633892B2 (en) Polarized image acquisition device, pattern inspection device, and polarized image acquisition method
JP2010225825A (en) Position detecting method and charged-particle beam lithography method
JP2017138250A (en) Pattern line width measurement device and pattern line width measurement method
WO2021053852A1 (en) Appearance inspection device, appearance inspection device calibration method, and program
JP2007102580A (en) Positioning method and positioning apparatus
JP2006275780A (en) Pattern inspection method
WO2020121977A1 (en) Inspection system, and method for acquring image for inspection
JP5353553B2 (en) Substrate inspection apparatus and inspection method
JP2011085494A (en) Surface inspection device